金屬表面微波無損檢測的原理及方法

金屬表面缺陷微波無損檢測

金屬表面缺陷檢測方式有很多，比如超聲波探傷、渦流探傷等，其中微波無損檢測在檢測過程中，會和金屬保持安全距離，金屬表面的缺陷在檢測精確同時不會產生新的缺陷，這就是金屬表面微波無損檢測。

金屬表面微波無損檢測的原理

對于金屬和非金屬材料，微波會有不同的特點，在金屬材料檢測中，微波不會穿透材料，反而會在金屬表面形成反射，而檢測人員需要做的是對這些反射信號進行收集，因為這些信號中包含金屬表面缺陷的相關信息，比如位置信息、范圍以及分布信息等 。這種檢測的具體原理是：微波和物質會發生相互作用，和金屬材料更會發生反射作用，所以技術人員利用網絡分析儀將微波發射到金屬表面，金屬表面會反饋相關的反射、透射以及散射等信息，而且這些信息可能來自金屬表面的不同界面，微波對金屬界面的連續性也沒有限制。反饋回來的信息中微波能量會發生變化，對驟然發生變化的位置進行研究，并對介質的電磁參數進行檢測，就會發現金屬表面有缺陷的位置。

金屬外表面微波無損檢測方法

基于微波檢測原理，將這種檢測方式應用在金屬外表面缺陷檢測中，首先要準備可以發射微波的探測器，技術人員一般利用矩形波導設備終端開口對金屬表面進行點頻或掃頻，利用這兩種方式，金屬表面的裂縫或裂紋會立即無所遁形，如果金屬表面真的有缺陷，在檢測過程中，表面會產生高次模反應，波導中駐波也會做出相關反應。探測器對不斷對金屬表面發射微波，所以后面的兩種反應會不斷產生，在此過程中，裂紋尖端的相關信息會不斷收集，該裂縫的位置、尺寸等都會呈現在檢測人員面前。在檢測過程中，技術人員要注意對探測器的放射位置進行調整，使端口能與金屬表面之間的夾角保持90度，還要注意做好網絡分析儀和反射電橋的連接，以方便微波信號能順利從前者傳輸到后者 。反饋的微波信號分布、幅值以及相位等都不同，最終會顯示在微波掃描儀終端。

金屬內表面微波無損檢測方法

金屬外表面可以作為檢測對象，內表面同樣也可以，所以在金屬表面出現缺陷后，還要利用該測試方式對缺陷位置進行確定。這種檢測方式對不同材料進行檢測時，一般將反射微波的頻率和波導橫截面形狀等作為材料判斷的依據。在對金屬內表面進行微波檢測時，同樣需要利用矢量網絡分析儀，金屬內表面的缺陷信息會直接在反射系數中呈現，檢測人員要對這些信息進行采集和分析。微波不同作用點和反射處的電長度不同，所以在對缺陷位置進行確定時，還要對微波反射點的電長度進行確定。這是因為金屬內表面的感應電流大小與金屬內表面是否完整有關，而感應電流又會對電場分布產生影響，高次模傳播信號也會發生變化，檢測人員從微波掃描儀中獲得的特征值和正常特征值是有差異的。

金屬表面微波無損檢測結果

對金屬外表面缺陷檢測，其檢測結果分析為：如果金屬外表面完好無損，微波與物質之間的相互作用，會使物質與微波發射端口之間有電流通過，并且為短路電流，設備在對特征值信號進行檢測時，會發現其幅值波動范圍有限，沒有驟然上升或下降表現 。而如果該幅值的變化不穩定，呈曲線形式，則代表著金屬外表面是有缺陷存在的，而曲線上驟然上升或下降處，為缺陷位置所在。微波無損檢測中，金屬表面缺陷是波導探頭找出來的，對波導探頭導致的幅值大小進行觀察，如果幅值最小，則證明波導探頭已到達裂縫中心。而隨著掃描設備的掃描，波導探頭的掃描位置會發生變化，幅值還會再次發生變化，并且逐漸趨向穩定狀態，這說明掃描完畢，掃描范圍已經包括金屬缺陷范圍。在對缺陷尺寸進行確定時，可以通過幅值變化前后，波導探頭的移動距離來判斷。