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本文结合国家高科技研究发展专项经费资助项目:ACFM智能可视化检测技术研究,对ACFM探头设计与检测信号处理进行了系统的研究。基于数字化模型技术,对ACFM探头结构进行优化,研制ACFM信号处理模块,实现对微弱电磁信号的有效检测,并开发成功一套ACFM检测实验系统。
主要内容及创造性成果如下:(1)探头设计(以数值仿真为基础):应用ANSYS建立起不同结构的激励线圈的数值模型,分析其感应电磁场,得出矩形线圈几何结构对工件表面感应电流分布的影响规律。通过对不同结构探测线圈的探头提离敏感性规律进行研究,优化设计了探头结构,从而能有效抑制检测过程中探头提离所造成的干扰。
(2)ACFM检测信号处理:针对ACFM检测信号噪声复杂的特点,采用硬件和软件相结合的方法处理检测信号,这样一方面可增加处理手段的灵活性,另一方面可以降低硬件的制造成本。硬件电路完成对信号的初步处理,采用具有自适应性的小波包分析方法进一步改善检测信号信噪比。
(3)ACFM电磁兼容可靠性预测:重点建立起ACFM电磁环境数值模型,分析主要干扰噪声源。采用屏蔽效能对电磁耦合途径进行综合评定。建立ACFM系统敏感度分析模型,并应用电磁兼容性预测模型对ACFM检测系统的电磁兼容性进行了预测。
(4)ACFM检测系统的开发与测试:基于虚拟仪器技术,开发成功ACFM检测系统,该系统能成功分辨0.8mm深的裂纹。对探头提离、激励线圈的电流以及表面覆盖物厚度等因素对ACFM检测结果的影响进行测试,所取得的测试结果与数值模拟结果基本吻合。