金属表面微波无损检测的原理及方法

发布时间:2020/12/5 点击次数:976 来源:苏州阜汇机械制造

金属表面缺陷微波无损检测

金属表面缺陷检测方式有很多,比如超声波探伤、涡流探伤等,其中微波无损检测在检测过程中,会和金属保持安全距离,金属表面的缺陷在检测精确同时不会产生新的缺陷,这就是金属表面微波无损检测。

金属表面微波无损检测的原理

对于金属和非金属材料,微波会有不同的特点,在金属材料检测中,微波不会穿透材料,反而会在金属表面形成反射,而检测人员需要做的是对这些反射信号进行收集,因为这些信号中包含金属表面缺陷的相关信息,比如位置信息、范围以及分布信息等 。这种检测的具体原理是:微波和物质会发生相互作用,和金属材料更会发生反射作用,所以技术人员利用网络分析仪将微波发射到金属表面,金属表面会反馈相关的反射、透射以及散射等信息,而且这些信息可能来自金属表面的不同界面,微波对金属界面的连续性也没有限制。反馈回来的信息中微波能量会发生变化,对骤然发生变化的位置进行研究,并对介质的电磁参数进行检测,就会发现金属表面有缺陷的位置。

金属外表面微波无损检测方法

基于微波检测原理,将这种检测方式应用在金属外表面缺陷检测中,首先要准备可以发射微波的探测器,技术人员一般利用矩形波导设备终端开口对金属表面进行点频或扫频,利用这两种方式,金属表面的裂缝或裂纹会立即无所遁形,如果金属表面真的有缺陷,在检测过程中,表面会产生高次模反应,波导中驻波也会做出相关反应。探测器对不断对金属表面发射微波,所以后面的两种反应会不断产生,在此过程中,裂纹尖端的相关信息会不断收集,该裂缝的位置、尺寸等都会呈现在检测人员面前。在检测过程中,技术人员要注意对探测器的放射位置进行调整,使端口能与金属表面之间的夹角保持90度,还要注意做好网络分析仪和反射电桥的连接,以方便微波信号能顺利从前者传输到后者 。反馈的微波信号分布、幅值以及相位等都不同,最终会显示在微波扫描仪终端。

金属内表面微波无损检测方法

金属外表面可以作为检测对象,内表面同样也可以,所以在金属表面出现缺陷后,还要利用该测试方式对缺陷位置进行确定。这种检测方式对不同材料进行检测时,一般将反射微波的频率和波导横截面形状等作为材料判断的依据。在对金属内表面进行微波检测时,同样需要利用矢量网络分析仪,金属内表面的缺陷信息会直接在反射系数中呈现,检测人员要对这些信息进行采集和分析。微波不同作用点和反射处的电长度不同,所以在对缺陷位置进行确定时,还要对微波反射点的电长度进行确定。这是因为金属内表面的感应电流大小与金属内表面是否完整有关,而感应电流又会对电场分布产生影响,高次模传播信号也会发生变化,检测人员从微波扫描仪中获得的特征值和正常特征值是有差异的。

金属表面微波无损检测结果

对金属外表面缺陷检测,其检测结果分析为:如果金属外表面完好无损,微波与物质之间的相互作用,会使物质与微波发射端口之间有电流通过,并且为短路电流,设备在对特征值信号进行检测时,会发现其幅值波动范围有限,没有骤然上升或下降表现 。而如果该幅值的变化不稳定,呈曲线形式,则代表着金属外表面是有缺陷存在的,而曲线上骤然上升或下降处,为缺陷位置所在。微波无损检测中,金属表面缺陷是波导探头找出来的,对波导探头导致的幅值大小进行观察,如果幅值最小,则证明波导探头已到达裂缝中心。而随着扫描设备的扫描,波导探头的扫描位置会发生变化,幅值还会再次发生变化,并且逐渐趋向稳定状态,这说明扫描完毕,扫描范围已经包括金属缺陷范围。在对缺陷尺寸进行确定时,可以通过幅值变化前后,波导探头的移动距离来判断。

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