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EMG—系列数字式高精度裂纹测深仪
测量系统简介 EMG系列裂纹测深仪是基于交流电位原理和计算机技术的新一代裂纹深度定量检测仪器。测量系统由电源、探头、测量回路、显示器构成。工作原理如图1所示。
图1 系统工作框图 各模块功能简介： 探头：向工件被检部位通以恒定交流电流并拾取电位差信号。 交流信号源：提供波形失真小于1%的恒定正弦交流电流作为激励电流，从而保证裂纹和电位差的一一对应关系。 信号放大器：测量探针拾取的微弱电压信号经放大器放大到足够的幅度、整流后输入到A/D变换器。 A/D变换器：将模拟电压信号变换成数字量，使裂纹深度值和数字量构成一一对应关系。 微处理器：用于控制仪器的全部测量工作，进行数据处理，并将裂纹深度的数值直接输出到液晶（LCD）显示屏。 电源采用可充电式镍氢电池供电，多种附加电源通过变换器提供。
交流电位法原理 当电流从被测件的检验部位通过时，将形成一定的电流、电位场。若工件表面存在裂纹，随着裂纹形位、尺度的不同，对电流电位场的影响也不同。利用测量电位分布的方法来判断金属材料中裂纹的状况，是电位法测量裂纹深度的依据。 图2所示是将四个电流电极（或称电流探针）分别直线排列放置在工件的无裂纹部位（a）和有裂纹部位（b）时的电流、电位场。一个恒定的电流通过电流探针A和B在工件中产生电流场和一个与材料的组成和结构特性有关的电位分布，通过另一对电极c和d可以检测某两点间的电位差，并在电压表上显示。假定与材料有关的影响因素和几何尺寸均相同，以相同的电流分别在无裂纹和有裂纹的试样上测试，显然在测量极c和d之间无裂纹试样的电位差与有裂纹试样的电位差之间的差异是由裂纹引起的。如果保持试验电流、被检工件材质、厚度不变，而只有裂纹深度变化时，则该电位差是一个裂纹深度的函数，通过数值分析与标定可将电测系统取得的电位差信号转化成裂纹尺寸，从而实现裂纹深度的测量。 电位检测法所用的电流有直流和交流两种，直流法的优点是设备简单，无交流信号干扰，缺点是热电动势影响大，一般只用于点测量。而交流电位法不仅可以克服热电动势的影响，而且便于在生产检验中使用；除了用于点测量，还可以实现连续测量、记录和自动标记等操作。EMG系列裂纹测深仪采用交流电位法；设计了噪声低、放大倍数高的选频放大装置，排除了外界的电磁干扰，保证了较高的测量精度。电源采用高能电池供电，便于现场使用。预置PC计算机通讯接口，可根据用户需求进行功能扩展。
(a) 无裂纹试件 (b) 有裂纹试件 图2 电位检测法原理
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