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金屬表面微波無損檢測(cè)的原理及方法

發(fā)布時(shí)間:2020/7/23 9:09:40

金屬表面缺陷微波無損檢測(cè)

金屬表面缺陷檢測(cè)方式有很多,比如超聲波探傷、渦流探傷等,其中微波無損檢測(cè)在檢測(cè)過程中,會(huì)和金屬保持安全距離,金屬表面的缺陷在檢測(cè)精確同時(shí)不會(huì)產(chǎn)生新的缺陷,這就是金屬表面微波無損檢測(cè)。


金屬表面微波無損檢測(cè)的原理

對(duì)于金屬和非金屬材料,微波會(huì)有不同的特點(diǎn),在金屬材料檢測(cè)中,微波不會(huì)穿透材料,反而會(huì)在金屬表面形成反射,而檢測(cè)人員需要做的是對(duì)這些反射信號(hào)進(jìn)行收集,因?yàn)檫@些信號(hào)中包含金屬表面缺陷的相關(guān)信息,比如位置信息、范圍以及分布信息等 。這種檢測(cè)的具體原理是:微波和物質(zhì)會(huì)發(fā)生相互作用,和金屬材料更會(huì)發(fā)生反射作用,所以技術(shù)人員利用網(wǎng)絡(luò)分析儀將微波發(fā)射到金屬表面,金屬表面會(huì)反饋相關(guān)的反射、透射以及散射等信息,而且這些信息可能來自金屬表面的不同界面,微波對(duì)金屬界面的連續(xù)性也沒有限制。反饋回來的信息中微波能量會(huì)發(fā)生變化,對(duì)驟然發(fā)生變化的位置進(jìn)行研究,并對(duì)介質(zhì)的電磁參數(shù)進(jìn)行檢測(cè),就會(huì)發(fā)現(xiàn)金屬表面有缺陷的位置。


超聲波探傷


金屬外表面微波無損檢測(cè)方法

基于微波檢測(cè)原理,將這種檢測(cè)方式應(yīng)用在金屬外表面缺陷檢測(cè)中,首先要準(zhǔn)備可以發(fā)射微波的探測(cè)器,技術(shù)人員一般利用矩形波導(dǎo)設(shè)備終端開口對(duì)金屬表面進(jìn)行點(diǎn)頻或掃頻,利用這兩種方式,金屬表面的裂縫或裂紋會(huì)立即無所遁形,如果金屬表面真的有缺陷,在檢測(cè)過程中,表面會(huì)產(chǎn)生高次模反應(yīng),波導(dǎo)中駐波也會(huì)做出相關(guān)反應(yīng)。探測(cè)器對(duì)不斷對(duì)金屬表面發(fā)射微波,所以后面的兩種反應(yīng)會(huì)不斷產(chǎn)生,在此過程中,裂紋尖端的相關(guān)信息會(huì)不斷收集,該裂縫的位置、尺寸等都會(huì)呈現(xiàn)在檢測(cè)人員面前。在檢測(cè)過程中,技術(shù)人員要注意對(duì)探測(cè)器的放射位置進(jìn)行調(diào)整,使端口能與金屬表面之間的夾角保持90度,還要注意做好網(wǎng)絡(luò)分析儀和反射電橋的連接,以方便微波信號(hào)能順利從前者傳輸?shù)胶笳?。反饋的微波信號(hào)分布、幅值以及相位等都不同,最終會(huì)顯示在微波掃描儀終端。


金屬內(nèi)表面微波無損檢測(cè)方法

金屬外表面可以作為檢測(cè)對(duì)象,內(nèi)表面同樣也可以,所以在金屬表面出現(xiàn)缺陷后,還要利用該測(cè)試方式對(duì)缺陷位置進(jìn)行確定。這種檢測(cè)方式對(duì)不同材料進(jìn)行檢測(cè)時(shí),一般將反射微波的頻率和波導(dǎo)橫截面形狀等作為材料判斷的依據(jù)。在對(duì)金屬內(nèi)表面進(jìn)行微波檢測(cè)時(shí),同樣需要利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀,金屬內(nèi)表面的缺陷信息會(huì)直接在反射系數(shù)中呈現(xiàn),檢測(cè)人員要對(duì)這些信息進(jìn)行采集和分析。微波不同作用點(diǎn)和反射處的電長度不同,所以在對(duì)缺陷位置進(jìn)行確定時(shí),還要對(duì)微波反射點(diǎn)的電長度進(jìn)行確定。這是因?yàn)榻饘賰?nèi)表面的感應(yīng)電流大小與金屬內(nèi)表面是否完整有關(guān),而感應(yīng)電流又會(huì)對(duì)電場分布產(chǎn)生影響,高次模傳播信號(hào)也會(huì)發(fā)生變化,檢測(cè)人員從微波掃描儀中獲得的特征值和正常特征值是有差異的。


金屬表面微波無損檢測(cè)結(jié)果

對(duì)金屬外表面缺陷檢測(cè),其檢測(cè)結(jié)果分析為:如果金屬外表面完好無損,微波與物質(zhì)之間的相互作用,會(huì)使物質(zhì)與微波發(fā)射端口之間有電流通過,并且為短路電流,設(shè)備在對(duì)特征值信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)時(shí),會(huì)發(fā)現(xiàn)其幅值波動(dòng)范圍有限,沒有驟然上升或下降表現(xiàn) 。而如果該幅值的變化不穩(wěn)定,呈曲線形式,則代表著金屬外表面是有缺陷存在的,而曲線上驟然上升或下降處,為缺陷位置所在。微波無損檢測(cè)中,金屬表面缺陷是波導(dǎo)探頭找出來的,對(duì)波導(dǎo)探頭導(dǎo)致的幅值大小進(jìn)行觀察,如果幅值最小,則證明波導(dǎo)探頭已到達(dá)裂縫中心。而隨著掃描設(shè)備的掃描,波導(dǎo)探頭的掃描位置會(huì)發(fā)生變化,幅值還會(huì)再次發(fā)生變化,并且逐漸趨向穩(wěn)定狀態(tài),這說明掃描完畢,掃描范圍已經(jīng)包括金屬缺陷范圍。在對(duì)缺陷尺寸進(jìn)行確定時(shí),可以通過幅值變化前后,波導(dǎo)探頭的移動(dòng)距離來判斷。

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