磁流泄漏检测基于一个灵敏度增强的纤维布拉格格格磁场传感器

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 传感器技术 传感器技术
• 非破坏性测试 不破坏性测试

背景情况:

• 磁流泄漏 (MFL) 是一种重要的非破坏性测试 (NDT) 方法,用于检测表面和近表面缺陷.
• 传统的MFL传感器在恶劣环境中经常面临灵敏度,分辨率和耐用性方面的限制.
• 纤维支格 (FBGs) 提供了潜在的优势,因为它们对电磁干扰的免疫力和小尺寸.

研究的目的:

• 开发和演示一个灵敏度增强的纤维布拉格格 (FBG) 磁场传感器,用于改进磁流泄漏 (MFL) 检测.
• 调查传感器的性能特征,包括灵敏度,裂检测能力和各种参数的影响.
• 将拟议的光学传感器与传统的电气MFL测试技术进行比较.

主要方法:

• 制造了一种灵敏度提高的FBG磁场传感器,使用了terfenol-D基和悬浮应变度结构.
• 用于MFL检测的实验设置,包括对不同裂尺寸,起重和磁场方向的传感器响应的表征.
• 有限元分析 (FEA) 模拟用于验证实验发现.
• 与现有的基于FBG的磁场传感器和传统的电气MFL技术进行比较分析.

主要成果:

• FBG传感器实现了高灵敏度的81.11 pm/mT (增加领域) 和91.55 pm/mT (减少领域).
• 传感器成功地检测到8毫米厚的工件中只有0.5毫米宽,2毫米深的裂.
• 实验结果与FEA模拟有很强的一致性,验证了传感器的设计和性能.
• 与传统的电动MFL传感器相比,拟的传感器显示出更高的分辨率和更长的存活时间.

结论:

• 开发的基于FBG的磁场传感器为MFL检测提供了显著增强的灵敏度.
• 该传感器在识别关键缺陷方面表现出色,在灵敏度和耐用性方面超过现有技术.
• 这项技术为NDT应用提供了一个有希望的替代方案,特别是在具有挑战性的工业环境中.