為了研究鋼板表面與背部缺陷多頻平衡電磁檢測相關(guān)問題，驗證多頻平衡電磁方法對管道內(nèi)外缺陷的檢測效果，研究功率放大器在弱信號中的應(yīng)用，特進行以下實驗驗證。

實驗名稱:鋼板表面與背部缺陷多頻平衡電磁檢測

研究方向：自動化及檢測技術(shù)

實驗內(nèi)容:根據(jù)電磁平衡技術(shù)的電磁場傳播特點，分析了鋼板內(nèi)外缺陷的檢測原理。采用有限元方法，研究了激勵頻率對內(nèi)外缺陷響應(yīng)信號的影響，優(yōu)化得到20 Hz和400 Hz的最佳頻率組合，并對預制內(nèi)外缺陷和裂紋的鋼板進行了實驗驗證。

測試目的：根據(jù)趨膚效應(yīng)公式可知，電磁場的穿透深度與被測鋼板的電/磁導率與激勵頻率成反比。當激勵頻率較低時，電磁回路受趨膚效應(yīng)影響較小，鋼板內(nèi)磁場分布均勻，利于檢測鋼板的外表面缺陷，但信號易受周圍電磁噪聲干擾;當激勵頻率較高時，磁場受趨膚效應(yīng)限制，被束縛在鋼板表面，鋼板趨膚層達到局部磁飽和，這可增強鋼板內(nèi)表面缺陷檢測的靈敏度，但無法有效檢測鋼板外表面缺陷。多頻平衡電磁技術(shù)同時兼顧了高/低頻激勵的優(yōu)點，可同時提高外表面缺陷的檢測能力與內(nèi)表面缺陷檢測的靈敏度。

測試設(shè)備: Aigtek功率放大器、函數(shù)發(fā)生器、多功能濾波器、高精度示波器、待測管道

放大器型號: Aigtek Corporation ATA-3080

實驗過程:

實驗平臺

試件電磁屬性測試曲線

檢測探頭

實驗中，函數(shù)發(fā)生器(Tektronix Corporation AFG31000)產(chǎn)生幅值1 V的正弦信號，電壓信號通過恒壓功率放大器(Aigtek Corporation ATA-3080)進行功率放大后，接入探頭的激勵線圈進行激勵電流加載;探頭檢測線圈的感應(yīng)信號通過多功能濾波器(NF Corporation 3611)進行信號處理與調(diào)節(jié)，再接入高精度示波器(Tektronix Corporation MSO508)根據(jù)需要進行相應(yīng)的處理。該示波器可實現(xiàn)檢測信號特征量的提取和分析，并可進行實時波形顯示與數(shù)據(jù)存儲。

測試結(jié)果:

內(nèi)缺陷測試結(jié)果

外缺陷測試結(jié)果

外缺陷單頻-多頻平衡電磁測試對比

管道內(nèi)外表面缺陷加工示意圖

圖中，內(nèi)外缺陷深度變化與電壓信號具有很好的一致性，這有效地驗證多頻平衡電磁方法對管道內(nèi)外缺陷的檢測能力。此外，當管道無缺陷時，感應(yīng)電壓信號不為零，在零電壓附近波動，這一方面可能是因為管道內(nèi)表面并不光滑，導致左右磁腳距離管道表面距離不等;引起的感應(yīng)電流并非*對稱分布;另一方面可能是因為管道加工過程存在殘余應(yīng)力以及上一次檢測完畢后未對管道采取退磁措施，導致管道內(nèi)部的磁場非均勻分布，但電壓信號總體趨勢與理論分析相吻合。此外，對比檢測結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)：采用多頻平衡電磁方法可顯著增強管道內(nèi)表面缺陷的檢測深度(達到8 mm)，這是因為多頻激勵信號中的低頻成分可有效提高交變磁場在管壁內(nèi)的滲透深度，進而提高內(nèi)表面缺陷的檢測深度。

通過以上的實驗案例，相信您對功率放大器在多頻平衡電磁檢測中的應(yīng)用有了清晰的了解，如想了解更多有關(guān)功率放大器驅(qū)動應(yīng)用，請持續(xù)關(guān)注安泰電子。