棒材涡流探伤成套设备的研制与应用

　　前言

　　涡流探伤是涡流检测技术在冶金产品质量管理上的一项重要应用。国家冶金部钢材无损检测中心对钢材的涡流探伤方法及设备认可程序作了明确规定。首钢进行了涡流探伤仪器设备的研制开发及推广应用，完成了湖北大冶钢厂委托“冷拉棒材涡流探伤成套设备技术开发”合同任务，为大冶钢厂原有的超声设备补充涡流探伤装置，形成一条冷拉棒材涡流超声综合无损检测线。提供的棒材涡流探伤成套设备，达到了规定的各项指标，并参加了第一届国际无损检测展览及技术交流会。

　　一、涡流探伤系统原理

　　涡流探伤是以电磁感应的理论为基础的，涡流探伤方法的实质是，由敖电磁感应的作用交变的激励磁场在导电试件中感应出旋涡状的电流，而试件材料的性质包括伤信息，使涡流发生崎变，产生崎变的涡流磁场.涡流磁场的作用削弱和力图抵消激励磁场，涡流磁场与激励磁场两者之间的相互作用形成合成磁场，又通过电磁感应使检测线圈的阻抗(或电压)发生变化.用检测线圈与探伤仪器来检测和处理被检测对象性质的信息，就得到伤信号，显示记录，并按照对比校准人工伤标准或典型自然伤样的信号做出检测评定。涡流探伤系统原理框图如图1所示.

　　图1中:

　　1.激励单元:包括振荡器、激励电流源及检测线圈中的激励绕组.它的作用是产生交变磁场在导电试件中激励出涡流.

　　2.信号检测单元:它是一个穿过式、自比较式、差动式检测线圈，即探头.它的作用是检测导电试件中涡流畸变，把包括有被检试件伤信息的涡流变化信息转化成能被涡流检测仪器接受的电信号。它具有灵敏检测信号的能力，又有抑制各种不需要的信息和抗噪声干扰的能力。

　　3.放大单元:是由电子元件组成的宽频带放大器，有预放大器和主放大器两部分，功能是线性放大检测到的电信号，并可按探伤信噪比要求增益或衰减检测信号。

　　4.平衡单元:它是一个零电势补偿，作用是使检测放大的信号电平位于放大器的线性区或补偿其零电势，得到不失真的放大信号。

　　5.信号处理单元:功能是处理检测到的信息，区分伤信号和其它干扰信号。包括:

　　(1)相敏检波器:用来鉴别各种因素引起的信号相位，通过调节电子移项器的相位值，让伤信号通过，而将其它噪声信号削弱.这是利用伤信号与噪声信号相位不同的信号处理方法。

　　(2)滤波器:采用电子有源滤波器，由高通滤波器和低通滤波器组成的电路来选出伤信号，或抑制干扰信号。滤波器的中心频率应是伤信号的基波频率fs，对于穿过式线圈