基于GMR效應的非鐵磁性金屬材料裂紋渦流檢測技術及其系統(tǒng)研究.pdf

1、現(xiàn)代重大設備大多數(shù)在高溫、高壓、高速、高負載條件下運行，其重要部件廣泛采用新型合金材料，特別是非鐵磁性合金材料，如果部件中帶有裂紋或者在設備運行時產(chǎn)生裂紋，就會降低設備的運行質量，降低設備運行的安全性，甚至導致惡性事故發(fā)生。因此，進行非鐵磁性金屬材料裂紋的檢測技術與系統(tǒng)的研究和開發(fā)具有保障重大設備安全運行的重要意義。本論文結合國家自然科學基金項目“多層導電結構深層缺陷電渦流定量化檢測與評估的新方法研究”(項目編號：50505045)和國

2、家863計劃項目“重大產(chǎn)品和重大設施壽命預測技術專題”(項目編號：2008AA04Z410)，研究基于GMR效應的非鐵磁性金屬材料裂紋檢測技術與系統(tǒng)，提出針對該技術的傳感器評價體系，提出探頭檢測渦流磁場的檢測性能的標定方法，進行系統(tǒng)設計以構建系統(tǒng)原型，開發(fā)實驗標定探頭性能，并驗證裂紋檢測的可行性。研究的主要內容及其章節(jié)安排如下：
　　 第1章闡述了材料裂紋檢測的意義；比較了常用裂紋檢測方法；綜述了渦流檢測技術與應用的研究現(xiàn)狀及發(fā)

3、展趨勢；論述了基于GMR效應的新技術及GMR傳感器在渦流檢測領域的應用；最后結合研究命題給出了本論文的總體框架，提出了本論文的研究內容。
　　 第2章介紹了GMR效應的原理；分析了各種結構GMR的工作原理并指出相關技術應用的性能指標；分析了基于GMR效應的新技術尤其是其傳感器技術的技術特點；提出了GMR傳感器的評價體系，確定傳感器的選型方法，并以論文的研究為例，選擇GMR傳感器。
　　 第3章提出一種基于GMR效應的裂紋

4、渦流檢測技術。分析了常規(guī)渦流檢測的工作原理和局限性；提出基于GMR效應的裂紋渦流檢測技術的工作原理和理論基礎，分析了裂紋處渦流的分布及其磁場特點，確定了基于GMR效應渦流檢測技術對裂紋處渦流磁場的檢測方式；總結了基于GMR效應的渦流檢測技術的輸出公式來指導該技術在裂紋檢測方面的應用以及分析探頭對渦流磁場的檢測性能；根據(jù)輸出公式，提出探頭對渦流磁場的檢測性能的標定方法。
　　 第4章在研究基于GMR效應裂紋渦流檢測技術的基礎上，針

5、對課題要求，分析基于GMR效應的裂紋渦流檢測系統(tǒng)的組成，進行檢測系統(tǒng)的硬件開發(fā)。
　　 第5章進行實驗研究。首先，為驗證開發(fā)的檢測系統(tǒng)原型是否有效，進行了系統(tǒng)的試運行；其次，為確定探頭對渦流磁場的檢測性能，開發(fā)探頭性能標定實驗；最后，為驗證裂紋處的渦流磁場分析的正確性和系統(tǒng)應用于裂紋渦流檢測的可行性，開發(fā)裂紋的渦流檢測實驗。實驗結果表明所開發(fā)的基于GMR效應的裂紋渦流檢測系統(tǒng)原型具有良好的檢測能力和高的信噪比。
　　 第