COMSOL脉冲涡流检测探头优化设计(2)

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传统的涡流检测采用一定功率的交变信号作为激励，而脉冲涡流检测则是对激励线圈施以一定频率的脉冲信号[1]。相较而言，脉冲涡流检测参数多，数据采集快，设备价格低廉，在检测金属结构缺陷方面表现尤为出色。那么，对脉冲涡流检测技术的进一步研究就具有重要意义，而检测探头的性品质直接影响脉冲涡流检测的精度，所以检测探头的设计就成为了脉冲涡流检测中的重要一环。

2 脉冲涡流检测检测技术

脉冲涡流检测是涡流检测的一个分支，二者的区别只是采用的激励信号有所不同，前者是为亚表面缺陷检测而研发的一种新式无损检测技术，能非常有效地对金属结构中出现的缺陷进行评判[3]。相较于传统的单频正弦涡流,脉冲涡流在许多方面占有优势,脉冲涡流中含有十分丰富的频谱信息，因为脉冲涡流可以提供在一定范围的连续多频激励。除此之外，它还比多频涡流信号响应更加快。

2.1 目前对脉冲涡流检测的研究情况

无损检测技术水平是衡量一个国家工业技术先进程度的重要因素，可以说无损检测技术是现代工业的基础，据相关机料显示，经过无损检测后的产品质量有很大程度的提高，这样就提升了产品在国际市场中的竞争能力。

至上个世纪九十年代以来文献综述，脉冲涡流检测这种新型的无损检测技术已经在英国，美国及法国取得了一些成功，相关科研人员对激励脉冲信号的频率、占空比及功率等参数进行优化设计，大大提高了脉冲涡流探头的检测能力[14]。

现如今,脉冲涡流无损检测在当代无损检测应用中渐渐被重视起来，它表现出来的诸多优势更是引起了人们强烈的研究兴趣，将脉冲涡流检测技术的研究推向了新的高潮。

2.2 脉冲涡流检测的原理

脉冲涡流检测技术采用具有一定占空比脉冲信号作为激励, 根据傅里叶变换可得,如果是标准正交函数系, 即:

脉冲信号f(t)能被展开成正交函数系的广义傅里叶级数, 即:

式中傅里叶系数

当应用检测探头接近导电材料或试件表面时，对其激励线圈施加一定功率的脉冲信号，激励线圈就会产生交变电磁场，在待测物体中会产生瞬变的涡流（旋涡状的感应交变电流），涡流会产生与原磁场方向相反的交变电磁场,瞬时涡流的电磁特性、大小受导体的形状、电磁特性影响，次级线圈收到的感生涡流信号含有被检测材料的磁导率、导电率和几何形状等相关信息，据此可实现脉冲涡流的检测与评价[13]。