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扰动电磁场检测技术(简称ACFM)是一种新兴的电磁无损检测技术。该技术基于对感应磁场强度的扰动量来检测金属构件表面和近表面的裂纹,并可测量裂纹的长度和计算裂纹深度。其在石油化工、海上平台、水下设备在役检测、船舶以及航空制造等方面具有十分广阔的应用前景。本文首先阐述了扰动电磁场检测技术的国内外研究现状,在电磁感应原理的基础上,给出了ACFM的检测原理和数学模型。采用COMSOL有限元仿真软件建立了“激励式”矩形线圈和矩形槽缺陷的三维有限元仿真模型,更宏观清楚的得出裂纹分布与磁场扰动量的对应关系。设计了基于DSP和Labview的ACFM检测系统。DSP的高效数据处理能力,大大提高了数据处理的实时性,结合Labview作为上位机控制软件,扩展了系统的功能。采用串行数据通信的方式,使得上位机和下位机之间可进行较远距离的数据传输。通过编码数据帧的传输方式传送两个通道的数据,提高了数据传输的准确性和可靠性。采用该检测系统对现场气体储罐,带有人工条形缺陷的钢板进行检测,经试验验证,该系统完全满足检测过程中对实时性的要求。基于扰动电磁场检测技术(ACFM)发展而来的交变场应力检测技术(ACSM)也是一种电磁无损检测方法。本文从扰动电磁场的基本理论出发,结合应力与磁场矢量和磁导率变化的关系,构建了外部激励磁场和单轴向应力条件下,应力与感应磁场变化的数学模型。本文设计了ACSM探头,对20号钢试件进行了拉伸试验研究,得到了非常有意义的研究成果。试验发现,当应力在试件屈服强度范围内时,随着应力的增大,与应力方向平行方向上的检测信号基本不变,而垂直方向上,检测信号的变化率达到了8%;当应力超过屈服强度值时,无论是与应力平行方向上的检测信号,还是垂直方向上的检测信号都急剧增加,平行方向上的检测信号变化率达到20%,垂直方向上的检测信号的变化率高达30%,能够有效地检测评估铁磁工件表面的应力集中程度。试验结果也验证了在外部激励磁场条件下,单轴应力与感应磁场关系的数学模型。