国家质量基础的共性技术研究与应用 三、检验检测 7 基础公益检验检测技术 7.2材料损伤电磁无损检测与
评估关键技术研究及仪器研制
项目背景与研究内容--国外研究现状及趋势分析
检测技术
研究机构
研究成果
应用情况
太赫兹脉波装置 美国贝尔实验室
①研制太赫兹成像装置 ②研制太赫兹探测器
金属引线成像检测
脉冲涡流检测
①力学性能微磁检测 ②热障涂层微波检测 ③厚壁管道超声导波检测 ④光伏晶硅Lamb波缺陷检测传感器及成 像系统。
建立缺陷表面温差信号为负的数学模型
应用情况
应用于矿山、机械、 电力等行业关键构件 的无损检测
应用于我国航空领域 材料损伤检测与评价
应用于锚杆、城市地 下管网、电力系统接 地网、热障涂层、厚 壁管道等的损伤检测 与评价。 应用于碳纤维增强塑 料的无损检测
太赫兹波检测
天津大学
①太赫兹波时域双折射光谱应力测量原理；应用于材料内部应力
② 应力场测量方法。
场测量。
项目背景与研究内容—研究内容
2020/6/23
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项目背景与研究内容--指南和本项目指标对比
检测技术
指南要求指标
本项目指标
与国内外现状 对比自评价
磁各向异性
应力测量标定精度 ±20MPa
应力测量标定精度±20MPa
英国哈德斯菲尔 德大学
① 多传感器正交信息特征检测 ② 建立地下裂缝的脉冲涡流信号模型
地下裂缝评估
磁记忆检测
俄罗斯动力诊断 公司
研制了相关仪器： ① TSC-2M-8 ② TSC-3M-12 ③ TSCM-2FM
应力集中、裂纹评估
磁巴克豪森噪声 德国弗劳恩霍夫
检测
研究所
研制了3MA微结构与应力分析仪
工作温度-196～550℃；可穿透200mm 包覆层，检测壁厚3～50mm，精度10% 壁厚减薄量
领跑 并跑 并跑
项目背景与研究内容--项目主要创新点
理2论00创9新
技2术01创0新
应2用01创2新
应力状态对磁各向异 性信号影响机理
疲劳状态与多种磁参 数变化规律
材质、包覆层、温度、 损伤对脉冲涡流信号 影响机理
国家质量基础的共性技术研究与应用
材料损伤电磁无损检测与评估 关键技术研究及仪器研制
项 目 负 责 人：XXX 申 报 单 位 ：XXX 课题牵头单位：XXX大学、XX大学
汇报提纲
一．项目背景与研究内容 二．目标设置与技术路线 三．任务分解与进度安排 四．研发团队与工作基础 五．预期成果与风险分析
项目背景与研究内容---项目背景
新型块体非晶磁芯 材料的研制
磁各向异性应力检 测仪与疲劳状态多 参数检测仪的研发
领跑
低频电磁与微磁
最大穿透深度30mm，扫描速度4～ 6m/min，缺陷分辨率为0.1mm
领跑
机器学习与仿真
状态回归、寿命预测，检测过程仿真分析
红外与太赫兹
红外：损伤分辨率0.5mm，变形测量精 度5%；泄漏孔径尺寸分辨率0.5mm 太赫兹：损伤分辨率0.5mm，最小损伤 1mm
脉冲涡流
工作温度-196～400℃； 可穿透200mm包覆层，检 测壁厚3～50mm，精度 10%壁厚减运行状态监 测是安全生产的前提，对检测技术需求 强烈。
电磁无损检测存在优势，但检测理论、 技术与设备尚不完善，需要深入研究。
研制新型检测仪器，完善检测手段，可 以改进生产质量，提高安全生产水平， 减少事故发生，降低经济损失，提升国 际竞争力。
➢国家质量基础战略
汇报提纲
一．项目背景与研究内容 二．目标设置与技术路线 三．任务分解与进度安排 四．研发团队与工作基础 五．预期成果与风险分析
目标设置与技术路线--研究目标
理论研究 仪器研制 检测标准 仿真软件 评价平台
研究目标
材料损伤电磁检测信号 8套 5项
电磁检测仿真分析软件 电磁检测数据中心 机器学习评价平台
材料表面硬度、残余 应力及缺陷检测
低频电磁检测
美国TesTexNDT公司
研制Falcon 2000 MarkⅡ
金属材料损伤及缺陷 检测
项目背景与研究内容--国内研究现状及趋势分析
检测技术
残余应力磁性检 测
航空材料无损检 测
材料与结构部件 力学性能微磁、 超声等无损检测 技术及仪器研制 复合材料红外无
➢脉冲涡流检测
非铁 磁性 材料 脉冲 涡流 检测 仪
目标设置与技术路线--技术路线
➢金属损伤低频电磁检测与奥氏体不锈钢材质劣化微磁检测
目标设置与技术路线--技术路线
➢电磁检测仿真分析与机器学习评价平台
• 存在潜在（复杂）规律 • 足够的观测数据 • 独立同分布
汇报提纲
一．项目背景与研究内容 二．目标设置与技术路线 三．任务分解与进度安排 四．研发团队与工作基础 五．预期成果与风险分析
任务分解与进度安排--课题分解
课题1 材料表层应力分布和疲劳状态多磁参数检测技术 及仪器研制
确立材料应力与 其疲劳状态、失 效、服役及寿命 的关系
建立疲劳状态、 塑性应变、裂纹 扩展与磁感应强 度、矫顽力、磁 导率等磁参量的 关系
研发适用多种测 试条件的应力与 疲劳检测设备
表层应力分布及疲 劳状态多参数检测 的相关理论研究
损伤过程低频电磁强 度变化规律
不锈钢相变与磁性强 度变化规律
太赫兹波在缺陷材料 中的传播规律
磁性应力传感器及技术 疲劳状态检测技术 壁厚减薄精确测量技术 金属损伤低频电磁快速
检测方法---缺陷重构 残余奥氏体检测技术 红外热成像检测技术 电磁检测数据机器学习
分析技术
新型仪器8套 标准5项 数据中心 机器学习评价平台 工程应用示范项目
考核内容
高水平研究论文32篇 发明专利16项 报批稿 软件著作权4项
工程应用示范项目
目标设置与技术路线--技术路线
➢磁各向异性检测
目标设置与技术路线--技术路线
➢金属疲劳多磁参数检测
目标设置与技术路线--技术路线
➢红外检测技术与太赫兹无损检测
红 外 检 测 原 理
目标设置与技术路线--技术路线
损检测
研究机构
中国矿业大 学
北京航空材 料研究院
北京工业大 学
北京航空航 天大学
研究成果
①研制了残余应力磁性检测仪 ②建立磁输出信号的模型 ③研发多种类型探头 ④搭建磁性物理实验平台
①复合材料、金属构件的超声检测 ②铸件、焊接件等的射线检测 ③焊接件表面缺陷的渗透检测 ④表面缺陷的磁粉检测 ⑤金属材料的涡流检测 ⑥复杂构件的工业CT检测