引言

隨著工業(yè)設(shè)備向大型化、復(fù)雜化方向發(fā)展，結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)和缺陷檢測(cè)技術(shù)的重要性日益凸顯。傳統(tǒng)的無(wú)損檢測(cè)（NDT）方法，如超聲檢測(cè)（UT）、渦流檢測(cè)（ECT）、磁粉檢測(cè)（MT）和滲透檢測(cè)（PT）等，在特定場(chǎng)景下存在局限性，如依賴(lài)耦合劑、僅適用于表面缺陷或難以定量評(píng)估缺陷尺寸等。

交流電磁場(chǎng)檢測(cè)（簡(jiǎn)稱(chēng)ACFM）技術(shù)，由英國(guó)University College London（UCL）在20世紀(jì)90年代提出，旨在克服傳統(tǒng)電磁檢測(cè)方法的不足，實(shí)現(xiàn)非接觸、高精度的裂紋檢測(cè)。該技術(shù)通過(guò)測(cè)量導(dǎo)體表面感應(yīng)電流畸變引起的磁場(chǎng)變化，可同時(shí)獲取缺陷的長(zhǎng)度和深度信息，適用于導(dǎo)電材料的表面及近表面缺陷檢測(cè)。近年來(lái)，ACFM在石油化工管道、船舶焊接、飛機(jī)結(jié)構(gòu)、電力設(shè)備（如GIS）等領(lǐng)域的應(yīng)用研究不斷深入，展現(xiàn)出廣闊的發(fā)展前景。

1. ACFM技術(shù)原理

ACFM技術(shù)基于電磁感應(yīng)原理，其核心思想是在被測(cè)導(dǎo)體表面施加均勻的交流電流（通常頻率在1-10kHz），電流在遇到缺陷（如裂紋）時(shí)會(huì)發(fā)生畸變，從而在缺陷周?chē)a(chǎn)生可測(cè)量的磁場(chǎng)擾動(dòng)，如圖1所示。

圖1 ACFM檢測(cè)原理示意圖

2. ACFM的系統(tǒng)組成

交流電磁場(chǎng)檢測(cè)系統(tǒng)組成見(jiàn)下圖2，實(shí)物圖見(jiàn)下圖3。交流電磁場(chǎng)檢測(cè)系統(tǒng)會(huì)根據(jù)被檢構(gòu)件選擇激勵(lì)信號(hào)頻率及幅值，計(jì)算機(jī)根據(jù)選擇結(jié)果控制信號(hào)激勵(lì)模塊產(chǎn)生所需頻率的信號(hào)源，信號(hào)源經(jīng)濾波器及功率放大器后，驅(qū)動(dòng)纏繞在磁芯上的線(xiàn)圈產(chǎn)生穩(wěn)定的激勵(lì)磁場(chǎng)，在工件表面產(chǎn)生局部的均勻感應(yīng)電流。磁場(chǎng)傳感器作為感應(yīng)元件，接收感應(yīng)電流在探頭移動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)以及經(jīng)過(guò)缺陷時(shí)產(chǎn)生的磁場(chǎng)畸變， 采集到的信號(hào)經(jīng)放大器、濾波器等信號(hào)處理電路，通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換輸入到計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)進(jìn)行信號(hào)分析處理，將處理后的信號(hào)以圖形、圖像等形式顯示出來(lái)，如Bx信號(hào)、Bz信號(hào)的波形圖以及疊加產(chǎn)生的蝶形圖等，方便檢測(cè)人員觀(guān)察和分析。

圖2?交流電磁場(chǎng)檢測(cè)系統(tǒng)組成

3