技術(shù)參數(shù)

適用范圍：測量導(dǎo)電體材料的表面裂紋深度。

電 源：可充電式直流供電。

工作時間：連續(xù)使用時間可達(dá)600分鐘。

測量范圍：0——100mm

測量精度：滿量程時相對誤差不大于10%。

分 辨 率：不低于0.1 mm。

工作環(huán)境：工作溫度： 0 – 80 °C。

機(jī)械部科研項(xiàng)目成果 基于交流電位原理和計算機(jī)技術(shù)

新一代裂紋深度定量檢測儀器 測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠

不需要標(biāo)定 適用于鐵、鋁、銅等導(dǎo)體結(jié)構(gòu)

測量范圍：0-100mm 分辨率：0.1mm

主要優(yōu)點(diǎn)：

· 便攜 只有普通數(shù)字萬用表大小，重量輕，不到1公斤。

· 直流電源供電 可以連續(xù)工作10小時以上，現(xiàn)場使用非常方便。

· 操作簡便 采用微控制器控制儀器工作和數(shù)據(jù)處理，直接顯示裂紋深度，直觀簡單。儀器的操作使用非常智能化，只需幾分鐘就能夠掌握使用方法，比使用萬用表還要簡單。

應(yīng)用場合

在系統(tǒng)運(yùn)行過程中使用——通過定時監(jiān)測，掌握構(gòu)件上裂紋的發(fā)展?fàn)顩r，保證系統(tǒng)安全運(yùn)行。用變針距探頭，配合計算機(jī)通訊，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備安全或生產(chǎn)質(zhì)量的在線檢測和預(yù)報。

在加工制造過程中使用——根據(jù)測量結(jié)果和制造要求制定修補(bǔ)措施或決定對工件的取舍。

電位檢測法簡介

電位檢測法又稱電位差檢測法或電導(dǎo)檢測法，其物理原理基于金屬的導(dǎo)電性。它已應(yīng)用到裂紋深度測量、板材厚度測量、焊縫熔深檢測、表面淬硬層、滲層深度和復(fù)合板結(jié)合層質(zhì)量檢測等諸多方面。

當(dāng)一定值電流流經(jīng)被檢金屬試件時，試件兩端的電位差應(yīng)服從歐姆定律：U=IR，由于電流I為恒定值，故電位差U僅取決于試件的電阻R。電阻R是受材料中許多因素影響的，例如試件的幾何形狀、尺度、試件自身的材質(zhì)、試件是否有缺陷存在、缺陷的尺度、方向等。利用電位差與上述因素之間的對應(yīng)關(guān)系可以實(shí)現(xiàn)對試件幾何尺寸的測量；可以用于材質(zhì)檢驗(yàn)；缺陷檢測及對裂紋深度的測量等等。

裂紋深度測量原理

當(dāng)電流從被檢工件的檢驗(yàn)部位通過時，將形成一定的電流、電位場。如工件表面存在裂紋，隨著裂紋的形位、尺度的不同，它對電流電位場的影響也不同。利用測量電位分布的方法來判斷金屬材料中裂紋的狀況，是電位法測量裂紋深度的依據(jù)。

下圖所示是將四個電流電極（或稱電流探針）分別直線排列放置在工件的無裂紋部位（a）和有裂紋部位（b）時的電流、電位場。一個恒定的電流通過電流探針A和B在工件中產(chǎn)生電流場和一個與材料的組成和結(jié)構(gòu)特性有關(guān)的電位分布，通過另一對電極c和d可以檢測某兩點(diǎn)間的電位差，并在電壓表上顯示。假定與材料有關(guān)的影響因素和幾何尺寸均相同，以相同的電流分別在無裂紋和有裂紋的試樣上測試，顯然在測量極c和d之間無裂紋試樣的電位差與有裂紋試樣的電位差之間的差異是由裂紋引起的。如果保持試驗(yàn)電流、被檢工件材質(zhì)、厚度不變，而只有裂紋深度變化時，則該電位差是一個裂紋深度的函數(shù)，通過標(biāo)定可將電測系統(tǒng)取得的電位差信號轉(zhuǎn)化成裂紋尺寸，從而實(shí)現(xiàn)裂紋深度的測量。

電位檢測法所用的電流有直流和交流兩種，直流法的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡單，無交應(yīng)干擾，缺點(diǎn)是熱電動勢影響大，一般只用于點(diǎn)測量。而交流電位法不僅可以克服熱電動勢的影響，而且便于在生產(chǎn)檢驗(yàn)中使用；除了用于點(diǎn)測量，還可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)測量、記錄和自動標(biāo)記等操作。EM-100B型裂紋測深儀采用交流電位法；設(shè)計了噪聲低、放大倍數(shù)高的選頻放大裝置，排除了外界的電磁干擾，保證了較高的測量精度。

　

EM-100B工作原理簡介

系統(tǒng)由電源、探頭、測量回路、顯示器構(gòu)成。電源用于提供足夠大的高穩(wěn)定激勵電流，探頭的電流探針在工件被檢部位建立交流電場，測量探針拾取電位信號，經(jīng)測量回路放大供顯示器顯示。

(a)無裂紋試件 (b)有裂紋試件

系統(tǒng)工作框圖

測量系統(tǒng)各模塊功能簡介：

探頭：向工件被檢部位通以恒定交流電流（電流探針）并拾取電位差信號（測量探針）。通常是將四支菱形排列或直線排列的電極（探針）安置在緣體把手中，為保證電極與工件的良好電接觸，探針上方配有壓緊彈簧，使探針與工件有良好穩(wěn)定的彈性接觸。

交流信號源：提供波形失真小于1%的恒定正弦交流電流，作為激勵電流，從而保證裂紋和電位差的一一對應(yīng)關(guān)系。

放大器：測量探針拾取的微弱電壓信號經(jīng)放大器放大到足夠的幅度、整流后輸入到A/D變換器。

A/D變換器：將模擬電壓信號變換成數(shù)字量，使裂紋深度值和數(shù)字量構(gòu)成一一對應(yīng)關(guān)系。

微控制器：用于控制儀器的全部測量工作，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。并將裂紋深度的數(shù)值直接輸出到液晶（LCD）顯示屏。

電源采用可充電式鎳氫電池供電，多種附加電源通過DC-DC變換器提供。