[发明专利]一种基于趋肤效应电阻过剩噪声的无损检测系统及方法

权利要求书

1.一种基于趋肤效应电阻过剩噪声的无损检测系统，其特征在于，包括激励信号源(5,6)、电流馈电点(3)、过剩噪声采样点(4)和过剩噪声测量模块；

所述电流馈电点(3)，其分别设置在待测样品(1)和比对样品(2)的测试部位的两端；

所述过剩噪声采样点(4)，其设置在所述测试部位的两个电流馈电点(3)内侧，每个过剩噪声采样点(4)与之同侧的电流馈电点(3)之间间隔预设距离；

所述激励信号源(5,6)，其用于与电流馈电点(3)电连接，分别为待测样品(1)和比对样品(2)提供高频交流电；

所述过剩噪声测量模块，其用于与过剩噪声采样点(4)电连接，分别测量待测样品(1)和比对样品(2)的低频过剩噪声；

所述比对样品(2)为与所述待测样品(1)型号相同的工件。

2.根据权利要求1所述一种基于趋肤效应电阻过剩噪声的无损检测系统，其特征在于，所述激励信号源(5,6)为交流电流源(5)或串联有大电阻的交流电压源(6)；其中，所述大电阻的阻值为所述测试部位的阻值的10¹-10⁷倍。

3.根据权利要求1所述一种基于趋肤效应电阻过剩噪声的无损检测系统，其特征在于，所述过剩噪声测量模块为测量组件中的一种，所述测量组件包括分析频率0.1Hz-10Hz,时间常数0.3S-30S的锁相放大器；依次电连接的0.1Hz-10Hz区间的带通滤波器、放大器和采样卡；依次电连接的0.1Hz-10Hz区间的带通滤波器和交流伏特计；依次电连接的0.1Hz-10Hz区间的带通滤波器和示波器；依次电连接的0.1Hz-10Hz区间的带通滤波器、放大器和交流伏特计；合并有0.1Hz-10Hz区间的带通滤波器的放大器；依次电连接的0.1Hz-10Hz选频放大器和示波器；依次电连接的0.1Hz-10Hz选频放大器和记录仪；依次电连接的0.1Hz-10Hz选频放大器和交流伏特计；以及频谱仪。

4.根据权利要求3所述一种基于趋肤效应电阻过剩噪声的无损检测系统，其特征在于，所述锁相放大器的分析频率为5Hz,时间常数为1S。

5.根据权利要求1所述一种基于趋肤效应电阻过剩噪声的无损检测系统，其特征在于，所述电流馈电点(3)和过剩噪声采样点(4)分别采用电夹、冷压、螺钉或焊接方式设置，所述预设距离的取值范围为0.1mm-10mm。

6.根据权利要求1所述一种基于趋肤效应电阻过剩噪声的无损检测系统，其特征在于，所述激励信号源(5,6)还串联有薄膜电容(7)，所述薄膜电容(7)的电容值大于2.2μF，耐压值大于50V。

7.一种基于趋肤效应电阻过剩噪声的无损检测方法，其特征在于，采用权利要求1至6任一所述一种基于趋肤效应电阻过剩噪声的无损检测系统，包括如下步骤：

步骤1，将激励信号源(5,6)的频率设置为预设高频频率，通过过剩噪声测量模块分别测量待测样品(1)和比对样品(2)的低频过剩噪声；

步骤2，比较待测样品(1)和比对样品(2)的低频过剩噪声大小，如待测样品(1)的低频过剩噪声大于比对样品(2)的低频过剩噪声，则待测样品(1)的裂纹损伤较比对样品(2)的裂纹损伤严重；反之，则待测样品(1)的裂纹损伤较比对样品(2)的裂纹损伤轻。

8.根据权利要求7所述一种基于趋肤效应电阻过剩噪声的无损检测方法，其特征在于，所述步骤1的具体实现中过剩噪声测量模块分别测量待测样品(1)和比对样品(2)的低频过剩噪声是采用多次测量求平均值的方法，采样统计时间设置在10S-3000S之间。

9.根据权利要求7所述一种基于趋肤效应电阻过剩噪声的无损检测方法，其特征在于，所述过剩噪声测量模块分别测量待测样品(1)和比对样品(2)的低频过剩噪声的测量过程中，保持温度变化小于1℃。

10.根据权利要求7至9任一所述一种基于趋肤效应电阻过剩噪声的无损检测方法，其特征在于，还包括步骤3，将激励信号源(5,6)的频率分别设置为不同频率，采用与步骤1相同的测量方式测量所述不同频率下待测样品(1)和比对样品(2)的低频过剩噪声，分别生成待测样品(1)和比对样品(2)的低频过剩噪声与频率的关系曲线，并比较两条关系曲线的二阶导数极大值点对应的频率大小，如待测样品(1)关系曲线的二阶导数极大值点对应的频率小于比对样品(2)关系曲线的二阶导数极大值点对应的频率，则待测样品(1)的裂纹统计平均深度较比对样品(2)的裂纹统计平均深度深；反之，则待测样品(1)的裂纹统计平均深度较比对样品(2)的裂纹统计平均深度浅；其中，所述不同频率的取值覆盖从低频到高频的一定范围。