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)測和缺陷檢測技術(shù)的重要性日益凸顯。傳統(tǒng)的無損檢測（NDT）方法，如超聲檢測（UT）、渦流檢測（ECT）、磁粉檢測（MT）和滲透檢測（PT）等，在特定場景下存在局限性，如依賴耦合劑、僅適用于表面缺陷或難以定量評估缺陷尺寸等。

交流電磁場檢測（簡稱ACFM）技術(shù)，由英國University College London（UCL）在20世紀(jì)90年代提出，旨在克服傳統(tǒng)電磁檢測方法的不足，實現(xiàn)非接觸、高精度的裂紋檢測。該技術(shù)通過測量導(dǎo)體表面感應(yīng)電流畸變引起的磁場變化，可同時獲取缺陷的長度和深度信息，適用于導(dǎo)電材料的表面及近表面缺陷檢測。近年來，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）時會發(fā)生畸變，從而在缺陷周圍產(chǎn)生可測量的磁場擾動，如圖1所示。

圖1 ACFM檢測原理示意圖

2. ACFM的系統(tǒng)組成

交流電磁場檢測系統(tǒng)組成見下圖2，實物圖見下圖3。交流電磁場檢測系統(tǒng)會根據(jù)被檢構(gòu)件選擇激勵信號頻率及幅值，計算機(jī)根據(jù)選擇結(jié)果控制信號激勵模塊產(chǎn)生所需頻率的信號源，信號源經(jīng)濾波器及功率放大器后，驅(qū)動纏繞在磁芯上的線圈產(chǎn)生穩(wěn)定的激勵磁場，在工件表面產(chǎn)生局部的均勻感應(yīng)電流。磁場傳感器作為感應(yīng)元件，接收感應(yīng)電流在探頭移動過程中產(chǎn)生的感應(yīng)磁場以及經(jīng)過缺陷時產(chǎn)生的磁場畸變， 采集到的信號經(jīng)放大器、濾波器等信號處理電路，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換輸入到計算機(jī)，計算機(jī)進(jìn)行信號分析處理，將處理后的信號以圖形、圖像等形式顯示出來，如Bx信號、Bz信號的波形圖以及疊加產(chǎn)生的蝶形圖等，方便檢測人員觀察和分析。

圖2?交流電磁場檢測系統(tǒng)組成

3