技术参数

适用范围：测量导电体材料的表面裂纹深度。

电    源：可充电式直流供电。

工作时间：连续使用时间可达600分钟。

测量范围：0——100mm               

测量精度：满量程时相对误差不大于10%。

分 辨 率：不低于0.1 mm。

工作环境：工作温度： 0 – 80 °C。

 

 

机械部科研项目成果            基于交流电位原理和计算机技术

新一代裂纹深度定量检测仪器  测量数据准确可靠

不需要标定                           适用于铁、铝、铜等导体结构

测量范围：0-100mm                分辨率：0.1mm

主要优点：

·     便携  只有普通数字万用表大小，重量轻，不到1公斤。

·     直流电源供电  可以连续工作10小时以上，现场使用非常方便。

·     操作简便  采用微控制器控制仪器工作和数据处理，直接显示裂纹深度，直观简单。仪器的操作使用非常智能化，只需几分钟就能够掌握使用方法，比使用万用表还要简单。

应用场合

在系统运行过程中使用——通过定时监测，掌握构件上裂纹的发展状况，保证系统安全运行。用变针距探头，配合计算机通讯，可实现设备安全或生产质量的在线检测和预报。

在加工制造过程中使用——根据测量结果和制造要求制定修补措施或决定对工件的取舍。

电位检测法简介

    电位检测法又称电位差检测法或电导检测法，其物理原理基于金属的导电性。它已应用到裂纹深度测量、板材厚度测量、焊缝熔深检测、表面淬硬层、渗层深度和复合板结合层质量检测等诸多方面。

    当一定值电流流经被检金属试件时，试件两端的电位差应服从欧姆定律：U=IR，由于电流I为恒定值，故电位差U仅取决于试件的电阻R。电阻R是受材料中许多因素影响的，例如试件的几何形状、尺度、试件自身的材质、试件是否有缺陷存在、缺陷的尺度、方向等。利用电位差与上述因素之间的对应关系可以实现对试件几何尺寸的测量；可以用于材质检验；缺陷检测及对裂纹深度的测量等等。

  裂纹深度测量原理

      当电流从被检工件的检验部位通过时，将形成一定的电流、电位场。如工件表面存在裂纹，随着裂纹的形位、尺度的不同，它对电流电位场的影响也不同。利用测量电位分布的方法来判断金属材料中裂纹的状况，是电位法测量裂纹深度的依据。

      下图所示是将四个电流电极（或称电流探针）分别直线排列放置在工件的无裂纹部位（a）和有裂纹部位（b）时的电流、电位场。一个恒定的电流通过电流探针A和B在工件中产生电流场和一个与材料的组成和结构特性有关的电位分布，通过另一对电极c和d可以检测某两点间的电位差，并在电压表上显示。假定与材料有关的影响因素和几何尺寸均相同，以相同的电流分别在无裂纹和有裂纹的试样上测试，显然在测量极c和d之间无裂纹试样的电位差与有裂纹试样的电位差之间的差异是由裂纹引起的。如果保持试验电流、被检工件材质、厚度不变，而只有裂纹深度变化时，则该电位差是一个裂纹深度的函数，通过标定可将电测系统取得的电位差信号转化成裂纹尺寸，从而实现裂纹深度的测量。

    电位检测法所用的电流有直流和交流两种，直流法的优点是设备简单，无交应干扰，缺点是热电动势影响大，一般只用于点测量。而交流电位法不仅可以克服热电动势的影响，而且便于在生产检验中使用；除了用于点测量，还可以实现连续测量、记录和自动标记等操作。EM-100B型裂纹测深仪采用交流电位法；设计了噪声低、放大倍数高的选频放大装置，排除了外界的电磁干扰，保证了较高的测量精度。

　

EM-100B工作原理简介

    系统由电源、探头、测量回路、显示器构成。电源用于提供足够大的高稳定激励电流，探头的电流探针在工件被检部位建立交流电场，测量探针拾取电位信号，经测量回路放大供显示器显示。

                (a)无裂纹试件                    (b)有裂纹试件

                          系统工作框图

测量系统各模块功能简介：

           

探头：向工件被检部位通以恒定交流电流（电流探针）并拾取电位差信号（测量探针）。通常是将四支菱形排列或直线排列的电极（探针）安置在一绝缘体把手中，为保证电极与工件的良好电接触，探针上方配有压紧弹簧，使探针与工件有良好稳定的弹性接触。

交流信号源：提供波形失真小于1%的恒定正弦交流电流，作为激励电流，从而保证裂纹和电位差的一一对应关系。

放大器：测量探针拾取的微弱电压信号经放大器放大到足够的幅度、整流后输入到A/D变换器。

A/D变换器：将模拟电压信号变换成数字量，使裂纹深度值和数字量构成一一对应关系。

微控制器：用于控制仪器的全部测量工作，进行数据处理。并将裂纹深度的数值直接输出到液晶（LCD）显示屏。

电源采用可充电式镍氢电池供电，多种附加电源通过DC-DC变换器提供。