德國(guó)卡爾德意志RMG4015裂紋測(cè)深儀原理與應(yīng)用

【資料簡(jiǎn)介】

儀器特性

      新型的裂紋測(cè)深儀RMG 4015 可測(cè)量鐵質(zhì)材料、奧氏體鋼工件，同時(shí)可用于銅、黃銅、鋁和其它非鐵質(zhì)材料。它按照電位探頭原理操作：一個(gè)帶有四個(gè)彈簧式、鍍金觸針的探頭橫跨于工件裂紋處檢測(cè)。持續(xù)的交流電經(jīng)兩個(gè)探針進(jìn)入工件；另外兩個(gè)探頭測(cè)量電流通過(guò)裂紋底部后電壓的下降值。儀器的交流電利用趨膚效應(yīng)，即電流在導(dǎo)體表面流動(dòng)，因此也就是沿著裂紋的輪廓。操作和測(cè)量值信息是由測(cè)量?jī)x的微處理器控制，*避免了由于錯(cuò)誤的、未*接觸而導(dǎo)致的錯(cuò)誤測(cè)量和誤操作現(xiàn)象出現(xiàn)。檢測(cè)報(bào)告可通過(guò)RS232 串口線從小型打印機(jī)（可按附件提供）打印，也可使儀器同PC 通信（通過(guò)STATWIN 2002 軟件）。

      此PC 須使用Windows 操作系統(tǒng)，這樣不僅可以獲得測(cè)量值，而且可提供數(shù)據(jù)管理和圖表顯示。此外，也可新建檢測(cè)報(bào)告或其他文件。

 

 

電位探頭方法裂紋深度的確定是基于對(duì)金屬工件表面兩點(diǎn)的電阻測(cè)量。如果兩點(diǎn)間存在裂紋，

則其電阻值高于無(wú)裂紋時(shí)的電阻值。在未知深度時(shí)阻值將升高。在這個(gè)新方法中，采用了四電極技術(shù)：

 

 

電位方法測(cè)量裂紋深度

兩個(gè)電極 Sl 和 S2 產(chǎn)生持續(xù)電流穿過(guò)工件。測(cè)量另兩個(gè)電極Ml 和 M2 之間的電壓值U，其間的電阻值與電壓呈正比。因此，電壓值U 由未知的裂紋深度h，已知的測(cè)量極距離2a，電流極距離2s 和材料的電磁特性決定。如果使用交流電（AC），因趨膚效應(yīng)，電場(chǎng)和電力線就在表面以下區(qū)域通過(guò)。同時(shí)，電流密度增強(qiáng)。下面給出的穿透深度公式是根據(jù)頻率和材料特性得出的。

 

 

線形和方形排列的電流（S）和測(cè)量（M）

電位方法的裂紋深度的頻率越高，這種影響就越明顯，電流將沿著裂紋表面流動(dòng)。隨著導(dǎo)線橫截面的減少，可以看到電阻值在增加。由于直流電沒有趨膚效應(yīng)產(chǎn)生，電流從低阻值處通過(guò)，即沿zui短幾何距離。為了在低的測(cè)量電流的情況下獲得的裂紋深度，須采用交流電。低電流將避免燒傷工件表面的接觸部

位，從而保護(hù)了工件表面和檢測(cè)電極。另外，在電池供電的情況下電能消耗將大大降低。因?yàn)橼吥w效應(yīng)增加了橫跨裂紋的電壓下降值，與相關(guān)的傳統(tǒng)儀器相比減少了電極之間的有效電流路徑。因此可以使用小探頭提供高準(zhǔn)確度和精度。即使材料是電的良導(dǎo)體，如高標(biāo)號(hào)鋼或鋁，都能測(cè)量。

 

傳統(tǒng)儀器的不足

裂紋深度h、測(cè)量電壓和頻率之間是非線性的，也是由不同的電磁特性決定的。這由不同的材料決定，傳統(tǒng)的儀器對(duì)此考慮是不充分的。因?yàn)闇y(cè)量電壓特別�。ㄖ挥袔讉�(gè)uV），傳統(tǒng)儀器特別容易受干擾的影響。由于電纜線的位置而產(chǎn)生的感應(yīng)電壓對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響也是很普遍的。另外，在探頭接觸表面時(shí)，接觸問題無(wú)法控制。探頭的磨損可能導(dǎo)致不可預(yù)知的結(jié)果。傳統(tǒng)的三電極探頭測(cè)量和分開的電流觸頭會(huì)引起更多的錯(cuò)誤，因?yàn)殡娏饔|頭的距離沒有被考慮進(jìn)去。

 

裂紋測(cè)深儀的新探針

KARL DEUTSCH 的新探頭由四個(gè)探針組成。在裂紋測(cè)深方面的40 年經(jīng)驗(yàn)和不斷的發(fā)展使我們有了現(xiàn)在的：DE3828552C2！有一個(gè)直探頭和斜探頭。直探頭是采用方形觸針排列，這樣可以測(cè)量非常小的和不平整的表面。
 

 

線形和方形排列的電流（S）和測(cè)量（M）

與帶有外部電流觸頭的線形觸頭形狀相比，探針必須置于使裂紋處于測(cè)量和檢測(cè)觸頭中心的位置。這樣，電壓下降路徑可測(cè)量到幾毫米。檢測(cè)和測(cè)量觸頭由彈簧加載、鍍金硬觸尖組成