1、六、结构完整性检测六、结构完整性检测1.结构完整性(Structural Integrity)六、结构完整性检测六、结构完整性检测六、结构完整性检测六、结构完整性检测六、结构完整性检测六、结构完整性检测六、结构完整性检测六、结构完整性检测六、结构完整性检测六、结构完整性检测六、结构完整性检测六、结构完整性检测六、结构完整性检测六、结构完整性检测i1s2sL221sinsinsinSLCSCLCL六、结构完整性检测传传感感器器晶晶片片直直径径波波长长；声声束束扩扩散散的的半半锥锥角角；式式中中：DD2,22.12sin六、结构完整性检测近场区远场区幅值距离近场区远场区Y0指数规律衰减因干涉波动六
2、、结构完整性检测六、结构完整性检测六、结构完整性检测脉冲发生器接收放大器探头工件缺陷TFBT发射波F缺陷波B底波六、结构完整性检测TTFTB斜射探伤：无缺陷波形斜射探伤：含缺陷波形斜射探伤：板端反射波形六、结构完整性检测工件厚度工件厚度波长；波长；声速；声速；相邻两共振频率相邻两共振频率工件固有频率；工件固有频率；其中，其中，cfffffcfcmmmm1010,)(222六、结构完整性检测发射探头接收探头六、结构完整性检测六、结构完整性检测六、结构完整性检测六、结构完整性检测六、结构完整性检测六、结构完整性检测 目前用于检测磁场的方法有多种，在具体选择时，着重考虑如下因素：（1）检测磁场范围；
3、（2）灵敏度；（3）频率响应范围，能否实现高速检测；（4）抗干扰能力（如抗温度漂移的能力）；（5）检测信号的动态性能；（6）工作寿命；（7）对提离效应的敏感程度；（8）检测传感器的综合成本（包括检测电路的复杂程度、使用成本等）；（9）检测传感器的尺寸和体积，能否实现高分辨率检测。六、结构完整性检测表表2-1 2-1 不同磁敏元件的磁场检测范围不同磁敏元件的磁场检测范围六、结构完整性检测 磁通门和超导量子磁强计（SQUID）的体积庞大，价格高昂，一般用于特殊领域，而不适合于一般的无损检测领域。铁磁线圈、霍尔元件、磁阻元件则是磁场检测的常用手段，巨磁阻检测技术则是近年来迅速发展的新技术。1.铁磁线
4、圈 铁磁线圈传感器是在无损检测中使用最多、历史最悠久的传感器，一般由线圈和软磁芯组成，其响应函数很容易采用经典的法拉第电磁感应定律推导，在变磁场作用下，线圈中产生的电压可表示为：fNrdtdBrNVsignal22p六、结构完整性检测rNVnosie/5frVVSNRnosiesignal2/六、结构完整性检测六、结构完整性检测%100minminmax%RRRMR六、结构完整性检测)(cos20RRRD+六、结构完整性检测图2-1 AMR的磁阻变化机理解释 显然，AMR在外磁场与电流方向之间成45夹角时，具有最高的灵敏度且线性度最佳。因此，实际磁阻元件中AMR材料普遍作成45斜条状结构。六、
5、结构完整性检测图2-2 AMR的结构形式及经适当偏置时的磁电阻与磁场关系 六、结构完整性检测(a)四个AMR构成的惠斯登电桥(b)电桥中具有不同方位结构电阻图2-3 惠斯登电桥与磁阻传感器工作原理六、结构完整性检测boutVRRVDDboutSHVVD六、结构完整性检测六、结构完整性检测六、结构完整性检测六、结构完整性检测图2-4 多层膜GMR 电阻变化机理解释 六、结构完整性检测六、结构完整性检测图2-5 自旋阀GMR工作原理解释 六、结构完整性检测 巨磁阻传感器一般也采用由四个电阻器构成惠斯登电桥的内部结构，其中两个电阻为巨磁电阻，另外两个为磁屏蔽电阻（电阻值不随磁场变化）。对图2-6所示
6、的惠斯登电桥，设R1为巨磁电阻，R2为磁屏蔽电阻，当受到外磁场作用时，R1因巨磁阻效应而降低，此时电桥的输出电压为：boutVRRRRV2121+六、结构完整性检测电流输入端R1R1R2R2输出端输出端R1R2R1R2当无外磁场作用时，R1=R2当存在外磁场作用时，R1R2图2-6 巨磁阻传感器工作原理六、结构完整性检测六、结构完整性检测六、结构完整性检测六、结构完整性检测NSNS六、结构完整性检测六、结构完整性检测缺陷埋藏深度对漏磁场的影响缺陷倾角对漏磁场的影响六、结构完整性检测缺陷深度尺寸对漏磁场的影响缺陷宽度对漏磁场的影响六、结构完整性检测预处理磁化施加磁粉磁痕分析退磁后处理六、结构完整
7、性检测六、结构完整性检测六、结构完整性检测六、结构完整性检测六、结构完整性检测六、结构完整性检测六、结构完整性检测固定式磁粉探伤机 移动式磁粉探伤机 便携式磁粉探伤仪 六、结构完整性检测六、结构完整性检测六、结构完整性检测当存在外磁场作用时，R1R2干法：通电磁化+磁粉吹去多余磁粉磁痕检验断电（1）被测工件必须磁化；缺陷宽度对漏磁场的影响2、探测厚度范围大，从薄钢片到厚达500mm以内的钢板，但薄钢片的表面缺陷(如表面发纹、疲劳裂纹等)较难探测；2、射线荧光屏观察法（5）可方便地装入线路板中，实施成本低。4、射线计算机断层扫描技术（CT）水浸法探伤时，探头常采用聚焦探头以保证灵敏度。（5）可方
8、便地装入线路板中，实施成本低。5、射线探伤适用于所有的材料，可检验金属、非金属材料内部质量，探测铸件、焊接件内郡的缺陷。液浸法当用水作耦合介质时，称作水浸法。存在非相关显示，通电法和触头法磁化，易打火烧伤。依据磁化工件和施加磁粉时机分多层膜元件的一种改进结构如图2-5所示，这种结构的巨磁阻仅由两层磁性金属薄膜组成，底层膜直接沉积在一个抗磁性固化层上。六、结构完整性检测六、结构完整性检测漏磁法检测管件纵向缺陷 漏磁法检测管件横向缺陷 六、结构完整性检测六、结构完整性检测六、结构完整性检测六、结构完整性检测六、结构完整性检测六、结构完整性检测六、结构完整性检测eII0I0Ie 射线透过厚度的物质后的射线强度；射线的初始强度；自然对数的底；透过物质的厚度 线衰减系数，为上述各物理效应分别引起的衰减系数之和。六、结构完整性检测六、结构完整性检测六、结构完整性检测裂纹气孔未焊透夹渣六、结构完整性检测六、结构完整性检测六、结构完整性检测
