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申请/专利权人：中国矿业大学

摘要：本发明公开了一种基于双频涡流的热障涂层陶瓷层和粘结层厚度测量方法，涉及多频涡流检测领域。能够克服现有涂层厚度测陶瓷层和粘结层间难以解耦、算法复杂、只能检测单层厚度的问题，并且对同时检测陶瓷层厚度和粘结层厚度有显著效果。首先利用电涡流线圈获取两个不同频率下标准试件的相位信号；然后，建立校准试件的陶瓷层厚度、粘结层厚度与电涡流相位信号的关系式，得到陶瓷层厚度和粘结层厚度的校准表达式；最后，对待测试件，应用电涡流线圈获取其两个频率下的相位信号，并代入上述表达式，计算出热障涂层的陶瓷层厚度和粘结层厚度。本发明应用双频涡流的方法解决了当前热障涂层厚度测量中粘结层与陶瓷层信号难以解耦的问题，相比只能检测单个涂层厚度的传统方法，本专利提出的方法能够同时测量出陶瓷层厚度和粘结层厚度，极大提高了检测效率。

主权项：1.一种基于双频涡流的热障涂层陶瓷层和粘结层厚度测量方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步：制作三个标准试件M、N、P，其陶瓷层厚度为TCM、TCN、TCP，粘结层厚度分别为BCM、BCN、BCP；其中BCMBCNBCP，TCMTCNTCP；第二步：将电涡流探头置于室温常压的空气中，应用阻抗分析仪检测该电涡流探头在低频率Fre1和高频率Fre2下的阻抗：ZAir1＝RAir1+XAir1，ZAir2＝RAir2+XAir2；再将探头分别置于三个标准试件上方，应用阻抗分析仪测得在Fre1下阻抗分别为：ZM1＝RM1+XM1，ZN1＝RN1+XN1，ZP1＝RP1+XP1；在Fre2下阻抗分别为ZM2＝RM2+XM2，ZN2＝RN2+XN2，ZP2＝RP2+XP2；第三步：对第二步中三个标准试件的阻抗作差分处理，先得到Fre1下的线圈的电阻变化量：ΔRM1＝RM1-RAir1，ΔRN1＝RN1-RAir1，ΔRP1＝RP1-RAir1，再对Fre1下的线圈电抗作差分处理，得到Fre1下的线圈电抗变化量：ΔXM1＝XM1-XAir1，ΔXN1＝XN1-XAir1，ΔXP1＝XP1-XAir1，最后做商得到Fre1下M、N、P三个标准件的线圈相位值：PM1＝ΔXM1ΔRM1，PN1＝ΔXN1ΔRN1，PP1＝ΔXP1ΔRP1；同样的，得到Fre2下M、N、P三个校准试件上线圈的相位值：PM2＝ΔXM2ΔRM2，PN2＝ΔXN2ΔRN2，PP2＝ΔXP2ΔRP2；第四步：根据固定频率下陶瓷层厚度TC、粘结层厚度BC与线圈相位值P之间的关系式P＝k1BC+k2TC+b1，建立Fre1下由线圈相位值求解粘结层厚度和陶瓷层厚度的线性模型；标准试件M、N、P阻抗差的相位和热障涂层粘结层厚度、陶瓷层厚度可以建立三组Fre1下线圈相位和不同层厚度的方程式： 求解方程可以得到线性模型相关系数： 其中P表示线圈的相位值，BC表示粘结层厚度，TC表示陶瓷层厚度，k11、k12为线性模型的斜率，b1表示线性模型的截距；最终可得Fre1下，相位和陶瓷层厚度以及粘结层厚度的线性模型：P1＝k11BC+k12TC+b1，其中P1表示线圈在Fre1的相位值；第五步：根据固定频率下陶瓷层厚度TC、粘结层厚度BC与线圈相位值P之间的关系式P＝k1BC+k2TC+b1，建立Fre2下由线圈相位值求解粘结层厚度和陶瓷层厚度的线性模型；同理第四步，可以建立三组Fre2下线圈相位、粘结层厚度和陶瓷层厚度的方程式，再求解方程可以得到线性模型相关系数： 其中P表示线圈的相位值，BC表示粘结层厚度，TC表示陶瓷层厚度，k21、k22为线性模型的斜率，b2表示线性模型的截距；同样可得Fre2下，相位和陶瓷层厚度以及粘结层厚度的线性模型：P2＝k21BC+k22TC+b2，其中P2表示线圈在Fre2的相位值；第六步：将电涡流探头置于待测试件上，应用阻抗分析仪测得待测试件T在频率Fre1和频率Fre2下线圈的相位：PT1＝ΔXT1ΔRT1，PT2＝ΔXT2ΔRT2；第七步：将步骤六检测得到的两个相位值分别带入步骤四、步骤五得到的两个相位和陶瓷层厚度以及粘结层厚度的线性模型中，从而得到待测试件的陶瓷层厚度以及粘结层厚度的模型表达式： 最终根据计算获取待测试件的陶瓷层厚度以及粘结层厚度。

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百度查询： 中国矿业大学 一种基于双频涡流的热障涂层陶瓷层和粘结层厚度测量方法