仪器仪表学报

作者：吴德会，陈剑杰

单位：吴德会,厦门大学萨本栋微米纳米科学技术研究院厦门361005,wudehui@ xmu.edu.cn,陈剑杰,厦门大学萨本栋微米纳米科学技术研究院厦门361005,

关键词：超细钨丝;涡流检测;能量耗损;有功功率;缺陷检测

基金：国家自然科学基金（52477018）项目资助

针对亚毫米级超细钨丝在涡流检测中因信号微弱、信噪比低而难以有效识别微缺陷的技术难题，提出了一种基于能量耗损原理的涡流检测新方法。该方法创新地引入了能量耗损作为缺陷的直接表征量，并据此设计了基于微功率测量的涡流检测系统。首先基于建立的穿心线圈阻抗与能量耗损模型进行数值仿真，发现在0.1~1.0mm线径范围，能量耗损信号随线径减小衰减缓慢，且在0.2mm以下仍保持有效响应，优于传统阻抗法。进一步，设计了一套微功率测量系统，可实时采集电压、电流及相位差，进而计算有功功率以表征缺陷引起的能量耗损。基于该系统，对线径波动与裂纹缺陷进行了实验：对于0.05mm线径波动，能量耗损法产生4.59%的信号变化，远高于传统阻抗法的0.11%和相位检测法的0.21%；对深度分别为0.05、0.08和0.10mm的微裂纹，其信号变化率依次为0.8%、0.9%和1.1%，5次重复测量的标准差均<0.08mW，表现出优异的重复性、灵敏度与测量稳定性。最后，在生产线上对线径0.40mm的钨丝进行了连续在线检测，成功识别出多处位置与幅度各异的微缺陷，验证了所提方法在真实工业场景中的可行性与有效性。测试表明，所提能量耗损法在灵敏度、稳定性及抗干扰能力上显著优于传统阻抗法，为解决亚毫米级钨丝等超细丝材的无损检测难题提供了新途径。

来源：2025年第11期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

查看仪器仪表学报杂志2025年第11期