涡流传感器裂纹检测的数值模拟与定量分析方法

本文主要探讨了基于涡流传感器的裂纹检测的数值模拟与信号分析技术。作者余斌来自华东交通大学机电工程学院，提出了一种结合数值模拟和信号分析的方法，以提高涡流检测的定量分析能力。研究的重点集中在差动线圈对管子上不同埋藏深度缺陷的检测模型上，通过对这些缺陷的数值计算，获得了对应的阻抗平面图。 在涡流检测中，检测线圈产生的交变电磁场与被测物体相互作用，导致线圈阻抗的变化，这些变化通过阻抗平面图得以体现。为了准确识别和量化不同阻抗对应的不同缺陷，文章引入了傅立叶变换方法，通过特征量提取得到了描述符，这些描述符作为缺陷定量的有效指标。这种方法有助于区分缺陷的性质和大小，从而实现涡流检测的无损评价。 作者提到，虽然麦克斯韦方程组理论上提供了涡流检测的理论基础，但实际应用中，有限元方法因其通用性和实用性而被广泛采用。例如，Ansys、Magnet、Ansoft和FEMLAB等有限元软件可用于电磁场的数值分析和计算。然而，有限元法并非直接求解方程，而是将区域离散化为有限元，通过设置边界条件求解方程组，得到磁矢量势，进而计算出阻抗变化。 这篇文章深入探讨了涡流检测技术中的关键环节，即如何通过数值模拟精确预测缺陷对阻抗的影响，并通过信号分析手段提取特征，以实现对缺陷的定量评估。这对于提升涡流检测技术在工业领域的应用精度和效率具有重要意义。