第３３卷第４期２０２０年１０月
镇江高专学报ＪｏｕｒｎａｌｏｆＺｈｅｎｊｉａｎｇＣｏｌｌｅｇｅ
Ｖｏｌ．３３ Ｎｏ．４Ｏｃｔ．，２０２０
任仙芝１，韩 伟２
（１．镇江高等专科学校丹阳师范学院，江苏镇江 ２１２０２８；２．江苏航空职业技术学院航空工程学院，江苏镇江 ２１２１３４）
摘 要：使用ＡＮＳＹＳ有限元分析软件对磁导率无损检测技术平台进行三维建模，分别以恒压源、恒流源为激励源，重点研究激励源参数（频率、幅值）对检测探头灵敏度的影响。仿真结果表明，检测灵敏度与激励频率、激励源幅值有关。激励频率增加，检测灵敏度均先升高后降低，存在最优频率值；激励源幅值增加，检测灵敏度均升高，并呈线性关系。 关键词：磁导率检测；ＡＮＳＹＳ；检测传感器；检测灵敏度；激励源中图分类号：ＴＰ２１２
文献标志码：Ａ
文章编号：１００８－８１４８（２０２０）０４－００４８－０５
收稿日期：２０２０－０６－３０作者简介：任仙芝（１９９２—），女，河南周口人，助教，硕士，主要从事无损检测研究；韩 伟（１９９２—），男，安徽合肥人，助教，硕士，主要从事
航空发动机状态监测与故障诊断研究。
胶鬲
近年来，铁磁构件在工业生产中的用途日渐广泛。铁磁材料长期受外部负荷、高温高压作用会使内 部组织发生变化，最终形成应力集中、疲劳损伤等不连续性缺陷，这对早期诊断铁磁构件微观缺陷的
碰撞打靶实验检测方法提出了更高的要求［１－２］。无损检测技术［３－５］对工程设备的早期诊断至关重要，然而，此前
常规无损检测方法如电镜分析法、硬度检测法、超声波、Ｘ光等受外部环境因素影响较大，并且存在操作复杂、可靠性差、工作效率低等问题，检测精度和准确性有待进一步提高。磁导率检测技术是依据磁导率的变化检测铁磁构件微观缺陷的无损检测方法，能快速、准确诊断铁磁构件的应力集中、早期失效、
疲劳损伤等，并可有效评价残余寿命［６－７］。任尚坤等［
８］
对磁导率检测技术进行了初步研究，从理论上得出磁导率与检测信号有关，并对不同铁磁材料进
行了试验研究。吴德会等［９－１０］
根据微分磁导率变
反对本本主义论文
化特征提出一种无损检测新方法，即通过铁磁材料表面微分磁导率的分布差异获得内部的不连续信息。未见其他类似的研究报道。磁导率检测技术的检测传感器需要激励源提供激励，激励源的参数设
置将影响试验平台的检测精度［１１］。因此，基于磁导
率检测技术研究激励源参数对检测探头灵敏度的影响具有重要的实际意义。笔者借助ＡＮＳＹＳ仿真软件，采用电磁场谐性棱边单元（Ｅｄｇｅ）分析方法，建
拉索
立磁导率检测的三维有限元仿真模型，仿真分析激励源参数（频率、幅值）对检测探头灵敏度的影响。从激励信号方面对检测传感器系统进行优化，对工程中铁磁构件的应力集中、疲劳损伤、热处理等微观缺陷检验有重要指导意义。
１ 检测传感器结构与工作原理
磁导率检测技术的理论基础是微观力磁效应和电磁感应原理，检测探头结构如图１
所示。
图１ 传感器结构示意图
功率因数测量电路
检测探头上缠绕励磁线圈和检测线圈，将检测探头置于铁磁工件上，当检测探头励磁线圈通入交变信号时，探头和铁磁工件构成闭合磁回路。若被测铁磁工件内部存在应力、疲劳、热处理、焊接等造成的微观缺陷时，根据励磁效应，励磁线圈产生的磁场通过该部位时其磁通密度会发生改变，即被测铁磁工件磁导率变化导致检测探头内部磁通密度变
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