基于双层排线探头的轧辊表面微裂纹检测方法

针对冷轧轧辊的表面微细裂纹检测问题,提出了一种双层排线磁化的交流漏磁检测方法,利用双层柔性排线对轧辊工作表面进行仿形磁化,采用高精度隧穿磁阻(TMR)阵列作为检测元件,使其具备大曲率表面微米级裂纹的检测能力;并通过调控双层排线的激励电流抵消切向背景磁场,进一步提高激励电流的同时,避免TMR超量程饱和问题;将磁场的切向分量用以表征缺陷,使其能在单一扫查方向下表征多向裂纹。基于以上分析,建立了双层排线与轧辊的三维有限元仿真模型,通过仿真研究轧辊半径、缺陷角度和深度对交流漏磁信号的影响。最后搭建了相应验证实验平台,实验结果表明该探头能有效磁化大曲率表面并可检出与区分多向裂纹,可检测出15μm深的微细裂纹。

基于机器视觉辅助测量的精密电火花刻伤方法与系统

传统电火花刻伤机在工作时只对电机动作进行反馈,刀片损耗带来的误差通常靠人为增加进给量进行补偿,难以保证刻槽的形状与尺寸公差。为了更精确地获得刻伤过程中的刀片损耗量,提升闭环控制的电机精度,提出了一种基于机器视觉辅助测量刀片损耗的电火花刻伤方法,并依此设计了一套刻伤系统。实验中使用该系统计算出的刀片损耗量和实际测量值的误差在±5μm以内,同时得到的刻槽实际测量深度与系统计算的刻槽深度的误差在±10μm内。

凸轮轴的自动化涡流检测方法与系统

针对目前普遍使用的组合式凸轮轴凸轮表面微裂纹特征,采用跑道形线圈设计制作差动激励涡流探头,运用COMSOL软件仿真分析线圈间距、提离、圆弧凸面曲率半径等对裂纹检测信号的影响,获得了最优的差动激励涡流检测探头参数;然后根据凸轮轮廓特点,设计了三自由度探头跟踪机构,并搭建了基于该机构的无损检测实验平台进行检测性能的评价;最终根据实际大批量、高速、高精检测的需求,完整设计了凸轮轴自动化涡流检测系统,制定出高速、高精自动化的检测工艺,检测效率为30s/件,最小检测深度为0.1mm。

双机械手操作的轴承阵列漏磁检测方法与系统

为满足对轴承套圈更快捷、更全面、更精细的自动化无损检测需求,提出了一种基于交直流复合磁化的漏磁检测方法。通过布置正交的交流、直流磁化器对套圈的检测面进行复合磁化,可以激励出不同方向裂纹的漏磁场,再通过设计的差分电感仿形阵列探头检测复合磁化下漏磁场的法向分量,通过分频处理分别得到周向和轴向的裂纹信号。在自动化检测过程中,双机械手在2个不同工位分别带动漏磁检测探头,通过快速精准的跟踪扫查运动实现对轴承套圈内、外径面及2个端面的全方位自动化探伤。试验表明,该系统的定位精度满足轴承套圈的检测需求,而且开放式可编程的结构有利于轴承生产中的快速换型。

钻杆内壁腐蚀的交直流复合磁化漏磁检测方法

钻杆长期服役后内壁出现的腐蚀是造成钻杆断裂的主要原因,针对钻杆内壁腐蚀的检测,提出了一种基于复合磁化的漏磁检测方法。该方法通过阵列感应线圈拾取钻杆外壁交流磁场的变化,进而评价内壁腐蚀产生的壁厚减薄状态,规避了强背景磁场下用霍尔元件测量磁场时量程范围不足、灵敏度不够等问题。利用有限元仿真软件分析壁厚减薄上方的相对磁导率分布,对比了有、无壁厚减薄的磁感应强度变化率,仿真与实验结果表明该方法可以实现钻杆内壁壁厚减薄的检测。

基于脉冲磁化的阵列磁桥式位移传感器

针对热轧钢管和在役油井管等铁磁性工件的表面无损检测的应用需求,提出一种阵列磁桥式位移传感方法和传感器,实现在一定空间分辨率下针对表面形貌缺陷的磁成像检测。其中传感器与被测工件共同组成磁回路,并采用特定的紧凑型阵列磁化结构,而具体参数设置较灵活可以获得较好性能。首先通过分时激励减小相邻测点间的互扰,并对阵列中单个位移测量磁路施加脉冲磁化;再间隔采样各个测量磁路中的磁场,计算得到对应位置的位移值。通过理论计算和仿真,本文还研究了传感器在不同基础提离下分辨出方槽状表面形变的分辨力性能,分析了在系统的扫查和采样参数影响下对被测表面成像的空间分辨率性能。相较于已有的H形磁桥式位移传感器位移测量量程为1~5 mm,线性度约2%;实验验证了该阵列传感器的量程为0.2~7.0 mm,B-y位移传感特性曲线拟合的线性度约为1%。