金屬表面微波無損檢測的原理及方法

金屬表面缺陷微波無損檢測

金屬表面缺陷檢測方式有很多，比如超聲波探傷、渦流探傷等，其中微波無損檢測在檢測過程中，會(huì)和金屬保持安全距離，金屬表面的缺陷在檢測精確同時(shí)不會(huì)產(chǎn)生新的缺陷，這就是金屬表面微波無損檢測。

金屬表面微波無損檢測的原理

對于金屬和非金屬材料，微波會(huì)有不同的特點(diǎn)，在金屬材料檢測中，微波不會(huì)穿透材料，反而會(huì)在金屬表面形成反射，而檢測人員需要做的是對這些反射信號(hào)進(jìn)行收集，因?yàn)檫@些信號(hào)中包含金屬表面缺陷的相關(guān)信息，比如位置信息、范圍以及分布信息等 。這種檢測的具體原理是：微波和物質(zhì)會(huì)發(fā)生相互作用，和金屬材料更會(huì)發(fā)生反射作用，所以技術(shù)人員利用網(wǎng)絡(luò)分析儀將微波發(fā)射到金屬表面，金屬表面會(huì)反饋相關(guān)的反射、透射以及散射等信息，而且這些信息可能來自金屬表面的不同界面，微波對金屬界面的連續(xù)性也沒有限制。反饋回來的信息中微波能量會(huì)發(fā)生變化，對驟然發(fā)生變化的位置進(jìn)行研究，并對介質(zhì)的電磁參數(shù)進(jìn)行檢測，就會(huì)發(fā)現(xiàn)金屬表面有缺陷的位置。

金屬外表面微波無損檢測方法

基于微波檢測原理，將這種檢測方式應(yīng)用在金屬外表面缺陷檢測中，首先要準(zhǔn)備可以發(fā)射微波的探測器，技術(shù)人員一般利用矩形波導(dǎo)設(shè)備終端開口對金屬表面進(jìn)行點(diǎn)頻或掃頻，利用這兩種方式，金屬表面的裂縫或裂紋會(huì)立即無所遁形，如果金屬表面真的有缺陷，在檢測過程中，表面會(huì)產(chǎn)生高次模反應(yīng)，波導(dǎo)中駐波也會(huì)做出相關(guān)反應(yīng)。探測器對不斷對金屬表面發(fā)射微波，所以后面的兩種反應(yīng)會(huì)不斷產(chǎn)生，在此過程中，裂紋尖端的相關(guān)信息會(huì)不斷收集，該裂縫的位置、尺寸等都會(huì)呈現(xiàn)在檢測人員面前。在檢測過程中，技術(shù)人員要注意對探測器的放射位置進(jìn)行調(diào)整，使端口能與金屬表面之間的夾角保持90度，還要注意做好網(wǎng)絡(luò)分析儀和反射電橋的連接，以方便微波信號(hào)能順利從前者傳輸?shù)胶笳?。反饋的微波信號(hào)分布、幅值以及相位等都不同，最終會(huì)顯示在微波掃描儀終端。

金屬內(nèi)表面微波無損檢測方法

金屬外表面可以作為檢測對象，內(nèi)表面同樣也可以，所以在金屬表面出現(xiàn)缺陷后，還要利用該測試方式對缺陷位置進(jìn)行確定。這種檢測方式對不同材料進(jìn)行檢測時(shí)，一般將反射微波的頻率和波導(dǎo)橫截面形狀等作為材料判斷的依據(jù)。在對金屬內(nèi)表面進(jìn)行微波檢測時(shí)，同樣需要利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，金屬內(nèi)表面的缺陷信息會(huì)直接在反射系數(shù)中呈現(xiàn)，檢測人員要對這些信息進(jìn)行采集和分析。微波不同作用點(diǎn)和反射處的電長度不同，所以在對缺陷位置進(jìn)行確定時(shí)，還要對微波反射點(diǎn)的電長度進(jìn)行確定。這是因?yàn)榻饘賰?nèi)表面的感應(yīng)電流大小與金屬內(nèi)表面是否完整有關(guān)，而感應(yīng)電流又會(huì)對電場分布產(chǎn)生影響，高次模傳播信號(hào)也會(huì)發(fā)生變化，檢測人員從微波掃描儀中獲得的特征值和正常特征值是有差異的。

金屬表面微波無損檢測結(jié)果

對金屬外表面缺陷檢測，其檢測結(jié)果分析為：如果金屬外表面完好無損，微波與物質(zhì)之間的相互作用，會(huì)使物質(zhì)與微波發(fā)射端口之間有電流通過，并且為短路電流，設(shè)備在對特征值信號(hào)進(jìn)行檢測時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)其幅值波動(dòng)范圍有限，沒有驟然上升或下降表現(xiàn) 。而如果該幅值的變化不穩(wěn)定，呈曲線形式，則代表著金屬外表面是有缺陷存在的，而曲線上驟然上升或下降處，為缺陷位置所在。微波無損檢測中，金屬表面缺陷是波導(dǎo)探頭找出來的，對波導(dǎo)探頭導(dǎo)致的幅值大小進(jìn)行觀察，如果幅值最小，則證明波導(dǎo)探頭已到達(dá)裂縫中心。而隨著掃描設(shè)備的掃描，波導(dǎo)探頭的掃描位置會(huì)發(fā)生變化，幅值還會(huì)再次發(fā)生變化，并且逐漸趨向穩(wěn)定狀態(tài)，這說明掃描完畢，掃描范圍已經(jīng)包括金屬缺陷范圍。在對缺陷尺寸進(jìn)行確定時(shí)，可以通過幅值變化前后，波導(dǎo)探頭的移動(dòng)距離來判斷。