摘 要：本文在分析了国内外脉冲涡流检测技术研究进展的基础上，对脉冲涡流检测技术在缺陷检测中的应用进行了研究。论文通过有限元仿真软件，建立了脉冲涡流检测圆柱型线圈的二维数值计算模型，研究了脉冲涡流检测探头的内径、外径与高度及其他参数等对检测效果及灵敏度的影响，得出在线圈结构相同的情况下，小内径、大外径、低高度的线圈检测灵敏度更高；而对于激励线圈的激励信号，电压越大、占空比越大、频率越低时，其检测灵敏度越高。从而为脉冲涡流检测探头的优化设计提供理论指导。79026

毕业论文关键词：脉冲涡流，探头，有限元分析，优化设计

Abstract：Based on the analysis of the research on pulsed eddy current technology both inland and overseas, this paper studied the application of pulsed eddy current technology in defects。 By the finite element software, a 2D finite element model of PEC probe is built。 The paper studied that the pulsed eddy current probe’s inner diameter, outer diameter, height and other parameters have an effect on sensitivity, concluded that under the same structure of the coil, small diameter, large outside diameter and lower height of the coil has better sensitivity; For the excitation coil, the higher of the voltage, the larger of the duty cycle and the lower of the frequency, the higher of the sensitivity。 It provided theoretical guidance for the optimal design of the pulsed eddy current testing probe。

Keywords：pulsed eddy current, probe, finite element analysis, optimization design

目   录

1  引言 4

1。1  本课题研究的目的及意义 4

1。2  脉冲涡流检测的现状与进展 4

1。3  脉冲涡流检测技术研究的不足 7

1。4  课题设计的内容 7

2  脉冲涡流理论基础 7

2。1  电磁现象的基本理论 7

2。2  时变电磁场和麦克斯韦方程组 8

2。3  脉冲涡流检测原理 10

3  脉冲涡流检测系统 11

3。1  脉冲涡流检测探头 12

4  脉冲涡流检测探头的有限元仿真 13

4。1  COMSOL软件介绍 13

4。2  AC/DC模块简介 15

4。3  脉冲涡流线圈参数优化 16

结  论 21

参考文献 22

致  谢 23

1  引言

1。1  本课题研究的目的及意义

1903年，美国莱特兄弟驾驶的由他们制作的叫“飞鸟”的飞机试飞胜利，开拓了一个新纪元，航空航天业由此起飞。然而，由于飞行条件和气候的影响，随着时间的推移，裂纹和腐蚀等缺陷容易出现在铆接构造的周围，假如这些缺陷不能被及时发现，将面临着严峻的安全危害。但是，很多缺陷基本在表面下层出现，因而不容易被及时检测。为了检测到这些缺陷，需要专业人员对其进行拆解。然而这样不仅费用高、耗时长，在拆解过程中还有可能造成二次损伤。因此，寻求更好的检测技术，实现对多层构造的缺陷检测，成为当务之急。虽然超声、X射线、涡流等检测都可以对缺陷进行检测，但对于检测深层构造中的缺陷都存在各自的不足。例如，超声检测不可以渗透到深层中，只可以检测表层缺陷；X射线技术装置庞大且费用贵，需保障测量者的人身健康，而且检测的灵敏度也不高；而传统涡流可以检测表层缺陷，但表面下缺陷的检测较困难；超导技术可以穿透较大的深度，但超导检测仪器成本高、体积大，从而限制了在实际中的运用。论文网