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专利号: 2016100175132
申请人: 中国地质大学(武汉)
专利类型:发明专利
专利状态:无效专利
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于趋肤效应的样品表面覆膜的无损检测方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1:采用频率可变的交流信号作用于待测样品的两端;

步骤2:逐渐增加所述交流信号的频率,并检测不同频率的交流信号对应的所述待测样品两端的电阻或电压,并进行曲线绘制获取所述待测样品的电阻-频率曲线或电压-频率曲线;

步骤3:根据所述待测样品的电阻-频率曲线或电压-频率曲线分析待测样品的电阻变化量或待测样品两端电压变化量随频率变化的规律,并计算或标样对比得到待测样品覆膜的厚度dx。

2.根据权利要求1所述一种基于趋肤效应的样品表面覆膜的无损检测方法,其特征在于,所述步骤3中,计算待测样品覆膜的厚度dx的具体实现为:步骤31a:判断所述电阻-频率曲线或电压-频率曲线的转折点,并读取转折点处电阻或电压对应的特征频率f0;

步骤32a:根据所述特征频率f0计算出趋肤深度d0;

步骤33a:根据所述趋肤深度d0计算待测样品覆膜的厚度dx。

3.根据权利要求2所述一种基于趋肤效应的样品表面覆膜的无损检测方法,其特征在于,所述步骤31a中判断所述电阻-频率曲线或电压-频率曲线的转折点的具体过程为:按照如下公式计算所述电阻-频率曲线或电压-频率曲线上相邻两点的斜率k,如果某一频点fi处的斜率ki相对上一点变化大于100%,则该频点即为转接点,且该频点处的对应的频率fi即为特征频率f0;

其中,Ri为i频点处测得的电阻值,Ri-1为i-1频点处测得的电阻值,Vi为i频点处测得的电压值,Vi-1为i-1频点处测得的电压值,fi为i测试点处对应的检测频率,fi-1为i-1测试点处对应的检测频率。

4.根据权利要求2所述一种基于趋肤效应的样品表面覆膜的无损检测方法,其特征在于,所述步骤32a中按照如下公式计算趋肤深度d0:其中,μr为待测样品高频弱激励时的相对磁导率,σ为样品的电导率,f为交流信号的频率,当f取特征频率f0时,即可计算出特征频率f0下对应的趋肤深度d0。

5.根据权利要求4所述一种基于趋肤效应的样品表面覆膜的无损检测方法,其特征在于,所述步骤33a中计算待测样品覆膜的厚度dx的具体实现为:假定趋肤深度d0远小于待测样品的半径r,且待测样品表面覆膜的厚度dx远小于趋肤深度d0,根据经验,所述样品覆膜的厚度dx=0.1d0,即可计算出样品覆膜的厚度dx。

6.根据权利要求1所述一种基于趋肤效应的样品表面覆膜的无损检测方法,其特征在于:所述步骤3中,标样对比获取待测样品覆膜的厚度dx的具体实现为:步骤31b:在同一测量条件下将不同已知覆膜厚度的标样进行所述步骤1和步骤2的测量,得到系列标样的电阻-频率曲线或电压-频率曲线;

步骤32b:将所述待测样品的电阻-频率曲线或电压-频率曲线与系列标样的电阻-频率曲线或电压-频率曲线对应比对,得到待测样品表面覆膜的厚度dx。

7.根据权利要求1所述一种基于趋肤效应的样品表面覆膜的无损检测方法,其特征在于,所述步骤3后还包括:步骤4:根据待测样品的电阻变化量或待测样品两端的电压变化量随频率变化的规律判断待测样品表面覆膜的损伤程度。

8.根据权利要求7所述一种基于趋肤效应的样品表面覆膜的无损检测方法,其特征在于,所述步骤4的具体实现为:步骤41:在同一测量条件下将与待测样品表面覆膜厚度相同的系列品质标样进行所述步骤1和步骤2的测量,得到系列品质标样的电阻-频率曲线或电压-频率曲线,其中系列品质标样的损伤程度各不相同;

步骤42:根据系列品质标样的电阻-频率曲线或电压-频率曲线分析系列品质标样的电阻变化量或电压变化量随频率变化的规律;

步骤43:将待测样品与系列品质标样的电阻变化量或电压变化量随频率变化的规律对应比对,并采用电阻变化量或电压变化量随频率变化的规律来表征待测样品的损伤程度。

9.一种基于趋肤效应的样品表面覆膜的无损检测系统,其特征在于:包括信号源模块、信号采集模块和主控制模块;

所述信号源模块用于为待测样品两端提供频率可调的交流信号;

所述信号采集模块用于检测不同频率的交流信号作用于待测样品时待测样品两端的电阻或电压并发送至所述主控制模块;

所述主控制模块用于根据待测样品两端的电阻或电压与对应交流信号的频率进行曲线绘制,得到待测样品的电阻-频率曲线或电压-频率曲线,分析待测样品的电阻变化量或待测样品两端电压变化量随频率变化的规律,并计算待测样品覆膜的厚度dx。

10.根据权利要求9所述一种基于趋肤效应的样品表面覆膜的无损检测系统,其特征在于:所述主控制模块还用于根据待测样品的电阻变化量或待测样品两端的电压变化量随频率变化的规律判断待测样品表面覆膜的损伤程度。