铝蜂窝结构腐蚀的脉冲涡流检测研究摘要：脉冲涡流检测技术是近些年新发展起来的一种无损检测技术，主要用来定 量检测裂纹和腐蚀等缺陷与传统的涡流技术相比，脉冲涡流信号激励使得响应 信号中包含了更丰富的缺陷信息在某些应用场合，这种因素使得脉冲涡流检测 比传统的涡流检测技术更有优势常规涡流检测技术在检测表面缺陷非常灵敏，但是很难检测到深层的缺陷 设计了 TMR圆柱形传感器和TMR斜角式传感器对铝蜂窝结构进行了腐蚀缺陷检 测获取高功率检测探头的差分信号，对铝蜂窝板的大腐蚀缺陷和小腐蚀缺陷进 行检测实验结果表明，设计的脉冲涡流探头能够较好的检测出铝蜂窝结构中的 大小腐蚀缺陷关键词：脉冲涡流差分信号TMR铝蜂窝板指导老师签名:Study on pulsed eddy current detection ofaluminum honeycomb structure corrosionStudent name: Chi Wensheng Class： 110813Supervisor: Fu YuewenAbstract: Pulsed eddy current is an innovative and nondestructive technology developing in the recent years and it is mainly used for quantitative testing in crack and corrosion. Compared with the traditional eddy current technology, the excitation brought about by the pulse eddy signal makes the responsive signal contain richer information on defect in some application occasions, whose factors bring more advantages to pulsed eddy current testing over traditional eddy current.Conventional eddy current testing technology is very sensitive in the surface defects detection, but it is difficult to detect the deep defects. The structure of aluminum honeycomb was detected by TMR column sensor and TMR bevel sensor. The differential signal of the high power detector is acquired and the deep corrosion is detected・ The sensing signal of linear array probe is divided into time slice, the instantaneous amplitude matrix of signal is obtained, and the structure corrosion of aluminum honeycomb is imaged and scanned・ The experimental results show that the pulsed eddy current high power probe can detect the deep corrosion in the aluminum honeycomb structure. The linear array probe can scan the corrosion imaging.Keywords:Pulsed Eddy Current Differential signal TMR Aluminum honeycomb boardSignature of Supervisor:1. 前言1.1选题依据及意义 11.2铝蜂窝复合板的国内外应用 21.3研究内容及实验方案 41.3. 1实验内容 41.3.2实验方案 41.3.3主要特色 52. 脉冲涡流检测技术2. 1脉冲涡流检测原理 62.2脉冲涡流检测优点 73. 检测系统的设计3. 1总框图 83.2检测系统各部件介绍 83. 2. 1 激励源 BP4610 83. 2. 2数据采集卡USB6356 93. 2. 3 Mat 1 ab 93. 2. 4 Lab VIEW 104. 探头设计及试块制作4.1检测探头设计的影响因素 134. 1. 1磁感应强度 134.1.2脉冲涡流磁感应强度的计算 134.1.3屯涡流的渗透深度 144.2 TMR 简介 154.3试块的制作 184. 3. 1大缺陷试块的制作 184. 3.2小缺陷试块的制作 184.4圆柱形探头和斜角式探头设计 194. 4. 1圆柱形探头设计 194. 4.2斜角式探头设计 215. 实验结果及分析5. 1铝蜂窝板大腐蚀缺陷数据分析 235.2铝蜂窝板小腐蚀缺陷数据分析 246. 总结 28参考文献 29致谢 30铝蜂窝结构腐蚀的脉冲涡流检测研究1. 前言1. 1选题依据及意义铝蜂窝复合板属于一种的新型复合材料，用途十分广泛，如应用于航空、航 天方面。
其由上下两层铝板通过胶粘剂或胶膜与铝蜂窝芯复合成的，见图1.1铝蜂窝芯胶和铝面板图1.1铝蜂窝复合板结构示意图铝蜂窝结构材料具有以下优点：1） 比重轻、强度高、刚度大、结构稳定、高抗风压性2） 隔音、隔热、降噪性能突出3） 耐久不老化4） 阻燃性好5） 安装方便、快捷、牢固因此铝蜂贯结构广泛用于航空飞行器，对于航空航天的发展有重要作用，但 是因为铝蜂我板的制造工艺的瑕疵或者服役载荷作用下，铝蜂復板材料容易形成 腐蚀缺陷，这些腐蚀缺陷严重影响铝蜂战结构材料的安全性，因此，对铝蜂窝板 结构材料进行脉冲涡流无损检测的腐蚀研究非常重要"脉冲涡流检测技术(PEC)是近几年发展起来的一种新的无损检测方法脉 冲涡流与传统涡流不同,脉冲涡流通过测量磁场最大值出现的时间来确定缺陷的 位置但是与涡流检测一样都是建立在电磁感应原理基础之上的一种无损检测方 法，脉冲涡流检测对于检测导体的腐蚀缺陷有着更高的灵敏度，采集的信息更加 丰富，所以本文采用脉冲涡流检测技术来检测铝蜂窝结构的腐蚀缺陷脉冲涡流 的激励信号为具有一定占空比的方波，施加在探头上的激励方波会感应出脉冲 涡流在被测试件中传播，假如有腐蚀缺陷存在，势必使得磁感应度发生变化，由 于脉冲包含很宽的频谱，磁感应强度变化量会包含很多的缺陷重要信息。
所以本 实验采用脉冲涡流来检测铝蜂窝板的腐蚀缺陷1・2铝蜂窝复合板的国内外应用世界上的第一块蜂离板是在1930年由Posco公司和Hanlim&C公司联合主 产，在之后的50、60年代，铝蜂窝材料在美国、日木等国家有着突飞猛进的发展 和应用，主要应用于航空航天和铁道方面这些铝蜂窝夹层结构的使用，大大加 固了其稳定性和安全性例如日本制造的STA21车，在其侧墙和车顶部分就是使 用了钎焊蜂駕铝板材料1943年，英国是第一个将铝合金结构胶接技术应用到 飞机结构中，进而开创了金属胶结技术20世纪50年代初，美国人发明了胶结 夹层结构，并将其广泛应用于飞机行业之中在其几年之后，美国人发明了铝蜂 窝夹芯结构，并将其广泛应用于F-lll、F-14等飞机上飞机表面有70%以上是 使用了铝蜂贯夹芯结构，主要作用在受力面上，抵抗压力我国在20世纪60 年代中期有几家飞机制造厂率先将铝蜂贯板胶接技术应用到飞机结构中美国在 20世纪70年代初期把铝蜂我板胶接技术应用于民用领域，在建筑装饰行业应用 更加广泛之后在20世纪90年代初期，才将复合材料技术应用于航空技术，从 而慢慢的发展起来相比于国外，我国在铝蜂贯复合板的研究和使用上处在落后地位。
我国在 20世纪60年代开始牛产金属蜂离板，但是由于技术和生产力的限制，工艺落后, 牛产的复合夹层结构材料不尽人意，规格单一伴随科学技术的发展，轻钢结构 在工业、民用建筑中的应用和发展带动了多功能新兴复合板材的发展近些年来, 铝蜂窝板的发展尤为迅速，在铝蜂窝板方面取得了巨大进步，经过科学家们的努 力，我国发明了胶粘玻璃钢蜂贯板、胶粘铝蜂窝板和钎焊铝蜂窝板和胶粘Nomex 铝蜂窝板、，并将其广泛应用于我国的航天和铁道事业，比如大型运载火箭、地 铁列车等诸多行业⑵铝蜂窝复合板有着许多的优越性能，质量轻、强度高，因此在建筑领域上得 到了广泛应用，铝蜂窝板在近些年来广受欢迎如今，我国多地的著名建筑的幕 墙都几乎采用的是蜂窝铝幕墙板，不仅外表光鲜，而且有着更高的卓越性随便铝蜂窝板的不断发展，为了使用安全性着想，对于铝蜂窝板材料的产品 进行缺陷检测和质量评级等重要性不言而喻而对于铝蜂窝板材料进行无损检 测，现已成为国内外研究的重要内容无损检测技术对于材料的缺陷检测是一种 非常有效的技术，国内外已有很多工作者用不同的无损检测方法来对铝蜂窝板材 料进行缺陷检测，并且取得了一定的成果自70年代以来，国外的研究工作者针对复合材料缺陷检测开展和进行了全 方位的无损检测方法技术研究。
最早时期主要是采用一般金屈材料的一些无损检 测方法，对复合材料进行无损检测技术的初步探索随着研究工作的深入，人们 对铝蜂窝板复合材料的缺陷检测有了更深的认识，一般常规金屈材料无损检测的 方法并不能适用于解决铝蜂窝板复合材料的无损检测问题从80年代后，铝蜂 窝板复合材料的无损检测才慢慢的有所发展起来，许多研究工作者研究并且提出 了许多无损检测新技术和新方法来检测铝蜂窝板复合材料从而为解决铝蜂窝板 复合材料的无损检测发挥了重要作用，从而进一步的推进了复合材料的应用在 国内，无损检测技术对于复合材料的研究虽然不晚，但是没有太多冃光投入其中, 投资方而不足，与国外相比，国内对于铝蜂窝板复合材料的检测略显不足从而 造成了铝蜂窝板复合材料开发还有应用的障碍材料优越性不足，严重地影响我 国航空航天等产品的技术水平和竞争能力当前对于铝蜂窝结构的复合材料的无 损检测中存在许多问题，其缺陷检测和质量评级往往需要多种无损检测方法相结 合才能完成，还需进一步完善缺陷的定量研究工作等等冃前，国内外常用的复合材料无损检测方法有超声检测技术、X射线实时成 像法、红外热成像、声阻法等2003年，刘松平等利用超声波在橡胶-钢胶接界 而的折/反射过程中的能量进行了多次分配，通过分析声波在胶接界而和胶接结 构中传播的相应时间的变换关系对胶层缺陷进行质量评估。
实验结果显示可以检 测出空隙脱粘、正常胶接和粘接不良区等缺陷2004年，郭广平等利用自行研 制的激光错位散斑无损检测系统对铝蜂窝结构复合材料进行无损检测，得到了较 好的散斑干涉图2006年，姜益军等利用激光电子剪切散斑干涉成像技术，采 用热加载方式对玻璃纤维蜂窝夹芯结构的缺陷进行了检测，实验结果表面此类方 法可以确定损伤而积和损伤位置魏勤等指岀，凝聚物和裂痕铝蜂窝复合材料中 的缺陷通常，通过超声波0扫描装置可以直观地显示复合材料中的这些缺陷， 然后再根据缺陷图形中的所在位置可确定试件中相对应的缺陷位置 Th. ZweschPer等人采用同步热成像法对CFRP航天器构件进行了无损检测，进 一步的，他们采用了超声波。