ACFM技术带编码器如何测量缺陷长度

1.交流电磁场检测原理：

交流电磁场检测（简称ACFM）技术工作原理是激励线圈在工件中感应出均匀的交变电流，感应电流在裂纹、腐蚀等缺陷位置产生扰动，电场扰动从而引起空间磁场发生畸变，利用传感器获得空间磁场畸变信号，从而实现缺陷的检测与评估，检测原理图如下所示。

图1 ACFM检测原理示意图

2.ACFM技术检测优势：

相较于常规涡流、超声及磁粉检测，ACFM在定量检测方面具有显著的技术优势。不同于超声检测受限于近表面盲区和探头角度，ACFM专用于表面及近表面缺陷检测。其基于理论模型的长度计算算法，对表面及近表面裂纹的长度具有极高的测量精度。研究表明，在典型工程应用中，其长度测量误差可控制在±1mm以内。

3.检测仪器及使用探头：

检测设备采用国产LKACFM-X2型交流电磁场检测仪，ACFM检测仪如图2左所示，检测探头为带编码器标准探头，如图2右所示，由雷莫线与仪器相连。

ACFM技术可以对导电材质进行表面及近表面检测，检测工件选用了非铁磁性材质（铝材质工件），工件表面刻有10mm长度刻槽，检测工件如图3所示，由于本次实验是做长度测试，因此探头扫查方向与缺陷方向平行，即感应电流与缺陷方向垂直，此方向检测效果最好并能准确的获得缺陷实际长度。

图2 ACFM-X2检测仪（左）和带编码器标准探头（右）

图3 10mm刻槽铝试件

4.验证结果：

探头扫查方向与缺陷方向平行，缺陷整体检测结果如图4所示。

图4 缺陷完整检测结果

图上可以明显看到Bx信号有波谷特征，Bz信号有波峰和波谷，蝶形图闭合成圆形。由于本次实验仅对缺陷长度进行准确度测试，因此仅需查看Bz信号的波谷和波峰位置即可。因为采用的是带编码器探头，Bz信号的波谷和波峰位置可直接通过图上横坐标查看：对Bz信号进行放大，并对信号进行左右拖动，进而查看波谷波峰所对应的横坐标具体数值。

Bz信号的波谷和波峰对应位置如图5和图6所示。

图5 波谷对应位置

图6 波峰对应位置

从上图来看，Bz信号的波谷对应的横坐标位置为39.5，波峰对应的横坐标位置为49，则缺陷长度为9.5mm，而缺陷实际长度为10mm，误差为0.5mm。缺陷长度测量的误差范围为±1mm，在误差允许范围之内，实验证明，通过编码器测量长度的准确度是符合要求的。

5.结论：

通过使用带编码器探头来对工件进行检测，不仅可以对缺陷进行定位，还可以对缺陷的长度进行准确测量。