ACFM的前身——ACPD技術
ACFM(Alternating Current Field Measurement,交流電磁場檢測)技術是一種電磁無損檢測方法。
其原理基于電磁感應:通過激勵單元(通常為激勵線圈)在金屬構件表面感應出均勻的感應電流。當電流流經缺陷區域時,會從缺陷兩側和底部繞過,導致周圍磁場發生畸變。通過測量單元捕捉不同方向的磁感應強度分量,即可識別和評估缺陷,如圖1所示。

圖1 ACFM檢測原理圖
ACFM技術早在20世紀90年代就已問世,并逐步在國外得到應用。而其前身,則是ACPD(Alternating Current Potential Drop,交變電壓降)技術。
ACPD技術的原理并非基于電磁感應,而是利用交流電的趨膚效應。最簡單的ACPD檢測系統由兩根探針構成。檢測時,需先打磨待測區域,然后在區域兩側分別放置探針,并施加不同電壓的交流電。此時,探針、儀器與檢測區域共同構成閉合回路,電流從高電勢探針流向低電勢探針。由于趨膚效應,若檢測區域無缺陷,電流流經的路徑長度即為兩探針之間的距離;若存在表面開口缺陷,電流路徑將增加約兩倍的缺陷深度。路徑長度的變化可通過兩探針間的電壓變化來表征,并由儀器記錄,見圖2。

圖2 ACPD檢測原理圖
然而,ACPD技術存在較大局限性,限制了其在實際工程中的推廣。首先,其原理要求探針必須與工件直接接觸,因此檢測區域需打磨至金屬本色。其次,雙探針布置具有方向性,容易導致漏檢。雖可采用多組探針以改善該問題,但隨之而來的是更大的打磨面積和更復雜的數據處理。
目前,ACPD技術仍有一定應用,例如常見的裂紋測深儀(圖3)便基于該原理。這類儀器體積較小,通常配備兩組或三組探針,用于測量已知缺陷的深度。使用單組探針時,測量結果相對誤差較大。

圖3裂紋測深儀





