碳钢件焊缝缺陷检测用正交涡流探头研究

由于传统涡流探头具有明显的提离效应,难以检测表面不平整的焊缝。为此,基于均匀涡流检测原理,设计一种用于焊缝缺陷检测的正交涡流探头。采用理论计算方法,研究正交探头检测原理,设计探头有限元仿真模型,分析探头结构和线圈尺寸对检测灵敏度的影响。利用设计的正交涡流探头对碳钢件焊缝开展探伤检测试验。当提离量不大于2 mm时,有效检测出宽度为0.25 mm、深度为1 mm的碳钢板焊缝表面人工开口裂纹。试验结果表明,正交涡流探头能有效抑制检测过程中提离效应的影响,验证了探头用于焊缝表面缺陷检测的可行性。

涡流检测信号的独立分量分析预处理

提出将一种求解盲源分离问题的独立分量分析(Independent Component Analysis,ICA)算法应用于自然裂纹涡流检测(Eddy Current Testing,ECT)信号的预处理中。利用一种基于负熵极大的FastICA算法,分别对实验产生的疲劳裂纹和应力腐蚀裂纹ECT信号进行了处理,实现了ECT信号中缺陷分量与探头提离信号、部分噪声信号的有效分离。为了验证算法的有效性,同时采用小波分析算法对相同ECT信号进行了去噪处理。结果表明ICA算法在ECT信号处理中具有独特优势。

组合型算法在涡流检测逆问题中的应用

涡流检测逆问题的求解至今仍然缺少成熟的理论体系和快速可靠的算法,是无损检测的难点之一。数值计算结果表明,不同的缺陷参数对缺陷信号的影响有很大不同,如果采用相同逆策略进行重构则会由于收敛速度的不同而导致重构结果误差较大。为此,利用基于共轭梯度法和粒子群算法的组合型算法,对裂纹形状参数和电导率分别进行重构,提高了逆问题求解的效率和精度。数值实验结果验证了新方法的有效性。