不同频率响应探头对MBM记录阈值的影响研究

韩捷 高厚秀 姜婷婷 王波 祁攀 廖述圣

【摘 要】本研究通过研究不同中心频率的探头对MBM（加工打磨痕迹）记录阈值的影响，提供不同配置导致MBM记录结果不同的证据;通过归纳看是否能找出其相应的变化规律，以期提高我们开展涡流检测的技术能力及分析水平，对实际工程实践中的缺陷识别及数据分析起到一定的参考及借鉴作用。

【关键词】不同频率;加工打磨痕迹;涡流检验

中图分类号： B842 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）07-0076-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.07.030

【Abstract】In this study， by studying the influence of probes with different center frequencies on MBM （Machining and Grinding Traces） recording threshold， we can provide evidence that different configurations lead to different MBM recording results. Through induction， we can find out whether the corresponding change rules can be found， in order to improve our technical ability and analysis level of eddy current testing， and play a role in defect identification and data analysis in practical engineering practice. The definite reference and reference function.

【Key words】Different frequencies; MBM; Eddy current testing

0 引言

多频涡流检验方法是涡流检验中普遍采用的方法。由于使用不同检验频率，涡流信号幅值记录阈值基准的设置就成为多频涡流检验中比较关键的环节。

目前国内外普遍采用的电压幅值记录阈值基准设置方法有以下两种：

（1）在主要检验差分通道将一个特定信号的幅值设定为一个定值（例如将1通道的通孔信号设定为8伏），即设定了一个幅值的标准，然后将该标准应用到所有检验通道，所有通道采用同一个幅值标准。这种设置方法的优点：同一个信号在各个通道的信号幅值与所使用探头的频率响应曲线的变化趋势一致[1];

（2）在各个检验通道分别将一个特定信号的幅值设定为定值（例如将所有差分通道的通孔信号设定为10伏，而将所有绝对通道的通孔信号设定为5伏），各个检验通道采用不同的幅值标准。这种幅值设置方法的优点：即使使用的探头频率响应有所差别，也不会影响信号显示记录阈值的适用性，使得检验程序具有通用性[2];

前者的缺点是一旦所使用探头的频率响应有所差别，就会导致同一个信号在除主差分通道以外的其它通道响应的信号幅值有差别（即探头不同，信号幅值不同），这意味着现场检查所使用的检验程序中规定的某些信号显示的记录阈值（一般是固定值）可能不再適用;后者则会导致同一个信号在各个通道的信号幅值与所使用探头的频率响应曲线的变化趋势不一致[3]。

因此，开展本研究的目的主要是通过研究不同中心频率的探头对MBM（加工打磨痕迹）记录阈值的影响，提供不同配置导致MBM记录结果不同的证据;通过归纳看是否能找出其相应的变化规律，以期提高我们开展涡流检测的技术能力及分析水平，对实际工程实践中的缺陷识别及数据分析起到一定的参考及借鉴作用。

1 实验步骤

a）使用Inconel 690管材加工多个模拟MBM;

b）使用高频探头采集标定管和MBM试验管数据，在1通道将标定管通孔信号设为8V，并将此幅值标准保存到所有通道。在6通道测量每个MBM的幅值;

c）使用中频探头采集标定管和MBM试验管数据，在1通道将标定管通孔信号设为8V，并将此幅值标准保存到所有通道。在6通道测量每个MBM的幅值;

d）将使用两种探头获得的对应MBM幅值相除得到对应的比值;

e）分析上述所有比值的规律性，并归纳不同频率响应的探头对MBM记录阈值的影响。

2 数据分析

由以上步骤得到不同频率响应的探头对MBM记录阈值的影响试验数据，见表1;

进而得到使用两种不同频率响应的探头时不同伤深MBM缺陷与响应幅值、以及两种频率响应对应关系拟合曲线，见图1;

3 数据小结

由图可较直观的得出：对于本试验对象，随着MBM伤深度的增加，其对应的响应幅值也相应增大，由此也证明了MBM伤属于体积性缺陷，其响应幅值与体积呈单调递增关系;并且对于同一个MBM伤，使用中频探头所测得的MBM响应幅值均大于使用高频探头所测得的MBM响应幅值，再考察图中线段②的斜率明显大于线段①的斜率，即中频探头对MBM的幅值变化更为敏感。

另外可知，使用中频、高频探头所测同一MBM伤的响应幅值的比值接近于一定值，在本例中，此值位于[3.15，3.32]之间，假设以中间值3.23作为参考值，则相应区间的偏差度位于[0，2.79%）区间，置信度（CL）为97.21%，据此可以将3.23作为更换两种探头后其响应幅值的基准比值。

进一步查阅相关资料得知，本次试验所采用的 ULC/HF型高频探头，对应的频率范围为400～800KHz; ULC/MR型探头为中频探头，对应的频率范围为50～400KHz。此外，探头频率范围的选择与线圈的带宽密切相关;见图2;

在图2中，可以看到高频（HF）和中频（MR）两种频率范围的带宽。高频探头的频率峰值与550KHz的检测频率很接近，但是带宽很窄，低于150KHz的频率下幅值明显减小。中频探头在主频下幅值相对较小，但是在频率较低的部分幅值相对较大。因为中频探头有较宽的频带，在低频下有较好的检测能力;在主频下信号响应亦可接受;300KHz的频率正处在带宽的峰值处，信号很好。

考虑到通常选择一个带宽，希望使得所有检测频率处于从带宽范围内的峰值开始到50%-60%衰减线之间。中频探头比高频探头更符合这个规则，而且使用中频探头时混频通道有更好的信号响应。由此也证明了本次试验结果的正确性。

【参考文献】

[1]“国防科技工业无损检测人员资格鉴定与认证培训教材”编委会.《涡流检测》[M].北京：机械工业出版社，2006.6-15.

[2]韩捷，廖述圣.核电站管道缺陷涡流定量检测的可靠性分析[J].核动力工程，2009，30（4）：17～20.

[3]韩捷.基于数值计算的蒸汽发生器传热管磁区涡流信号的判别研究[J].无损检测，2013，35（4）：28-32.