ICS 19.100 CCS J 04 团 体 标 准 T/CSTM 00665 —2023 无损检测 金属元件间间隙电磁检测方法 Non-destructive testing —Electromagnetic method to test gaps between two metal pieces 2023-06-12发布 2023-09-12 实施 中关村材料试验技术联盟 发布 CSTMhQÆSÑ^Ou( 全国团体标准信息平台 T/CSTM 00665— 2023 1 前 言 本文件参照 GB/T 1.1—2020 《标准化工作导则 第1部分： 标准化文件的结构和起草规则》 和 GB/T 20001. 4—2015《标准编写规则 第4部分：试验方法标准》的规定起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中国材料与试验标准 化委员会无损检测技术及设备 标准化领域委员会（CSTM/FC 94）提 出。 本文件由中国材料与试验标准 化委员会无损检测技术及设备 标准化领域委员会（CSTM/FC 94）归 口。 CSTMhQÆSÑ^Ou( 全国团体标准信息平台 T/CSTM 00665— 2023 2 无损检测 金属元件间间隙电磁检测方法 重要提示：使用本文件的人员应有正规实验室工作的实践经验。本 文件并未指出所有可能的安全问 题。使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并保证符合国家有关法规规定的条件。 1 范围 本文件规定了金属元件间间隙电磁检测的方法原理、安全警示、人员资格、检测系统、检测程序以 及检测报告。 本文件适用于金属元件间间隙为 1.2mm~5.0mm 的电磁检测 。 2 规范性引用文件 本文件没有规范性引用文件。 3 术语和定义 本文件没有需要界定的术语和定义。 4 方法原理 利用电容串联的原理（见图 1） ，串联电容的总电容和它们 极片之间的距离和成反比，极片之间的 距离和即为金属体之间的间隙。因此，通过测量容抗的变化，就可以测量出两金属体之间的间隙。当片 式传感器进入金属间间隙时，金属间隙面与传感器形成电容，电容容抗随间隙大小变化而变化。该变化 由传感器送入间隙检测仪器中，经由滤波、放大、相敏检波等，得到与间隙变化相对应的电子信号，经 专业软件处理成间隙值显示在计算机屏幕或输出到指定数据存储位置。 标引序号 说明： Cx——被测的电容传感器的电容量； Vs——标准电源； Cs——基准电容； CSTMhQÆSÑ^Ou( 全国团体标准信息平台 T/CSTM 00665— 2023 3 S1、S2、S3——联动开关； Vx——电容传感 器的输出值。 图1 检测原理示意图 5 安全警示 5.1 本章没有列出进行检测时所有的安全 要求，使用本文件的用户应在检测前建立安全准则。 5.2 检测过程中的安全要求至少包括 ： ——检测人员应遵守被检件现场的安全要求， 根据检测地点的要求穿戴防护工作服和佩戴有关防护 设备； ——如有要求，使用的电子仪器应具有防爆功能； ——检测时，应注意被检件的温度状态，以免烫伤。 6 人员资格 检测人员应接受过电磁检测技术培训。 7 检测系统 7.1组成 金属元件间间隙电磁检测系统包括检测仪器、检测探头、辅助装置、标准试块等。 7.2检测仪器 用于金属元件间间隙电磁检测的检测仪器，应至少满足以下要求： ——能够测得检测探头中容抗的变化； ——具备两个相对独立的检测通道； ——频率范围： 64 Hz ~5 MHz； ——增益范围： 0～90 dB连续可调，每档最小以 0.5 dB 步进工作； ——相位旋转： 0～359° 连续可调，精度为 1°； ——具备单、双踪阻抗平面图显示模式； ——具有检测参数和数据存储的功能； ——具有报警输出功能； ——检测时不受检测探头提离、趋肤效应、电导率和磁导率不均等的影响。 7.3检测探头 7.3.1 应根据被检件的尺寸选用相应规格的检测探头。 用于金属元件间间隙电磁检测的 检测探头， 应至 少满足以下要求 ： ——能够与间隙面形成电容并感应间隙大小变化； ——探头为一对，包括平衡探头和测量探头； ——探头至少包含一个绝缘体基体、绝缘体基体上印制电容、信号输入、输出线路等； ——探头的绝缘体基体上应标有刻度； ——探头激励信号幅度可调。 7.3.2 推荐采用片式电磁检测探头 ，其结构见图 2。 CSTMhQÆSÑ^Ou( 全国团体标准信息平台 T/CSTM 00665— 2023 4 标引序号 说明： 1——手柄； 2——绝缘体基体； 3——电容； 4——刻度。 图2 片式电磁检测探头结构示意图 7.4辅助装置 7.4.1 辅助装置包括 机械传动系统、运动控制系统、限位器等。机械传动系 统包括探头夹具、皮带传动 机构、运动平台、工件放置台等；运动控制系统包括直流伺服电机、驱动器、编码器等。 7.4.2 辅助装置主要用于在线金属元件间间隙电磁检测系统中 ，实现检测探头的自动夹紧驱动 、输送、 检测等功能 。 7.4.3 限位器用于对检测探头位置进行限制，避免运动到危险区域而损伤探头或工件。 7.5标准试块 7.5.1 标准试块采用两块金属板组合制作而成 ，其中一块金属板表面加工有人工刻槽 。标准试块应与被 检间隙具有相同的几何特性（大小和弯曲度）。标准试块间隙应涵盖被测间隙的最大和最小值。 7.5.2 标准试块金属板上的人工刻槽尺寸（槽深、槽宽、槽长） 见表 1。表1仅给出间隙 1.2mm~ 2.0mm 对应的纵向刻槽尺寸 ，其他被检间隙的标准试块可参考制作。 表1 金属板人工刻槽尺寸 单位为毫米 槽深（H）（间隙值） 槽深允许偏差 槽宽（W） 槽长（L） 1.20 ±0.01 40~60 100~150 1.30 1.40 1.50 1.60 1.70 1.80 1.90 2.00 7.5.3 推荐的标准试块结构及尺寸见图 3。 单位为毫米 CSTMhQÆSÑ^Ou( 全国团体标准信息平台 T/CSTM 00665— 2023 5 图3 标准试块 8 检测程序 8.1检测前的准备 在进行检测前，需要通过资料审查和现场实地考察获取一些基本信息，至少应包括如下要素： ——被检件的基本信息，包括间隙长度、间隙粗略值、温度、表面曲率等； ——检测人员的要求； ——检测计划； ——检测仪器设备； ——仪器状态； ——检测报告格式； ——其他有助于间隙测量的信息。 8.2检测系统校验 8.2.1灵敏度校验 8.2.1.1 应采用标准试块进行灵敏度校验 。将检测探头伸入多个已知间隙标准试块进行测量 ，建立电信 号幅值与间隙的对应关系。 8.2.1.2 通过对多个标准试块间隙值进行测量，以 确认这些间隙值是否满足误差要求，以便验证灵敏度 校验的准确性和仪器操作的正确性。间隙值测量误差为 0.03mm。 8.2.2设备校验 在每次实施检测前，应进行灵敏度校验。设备连续使用中，应至少每隔 2h进行校验一次，如果符合 要求可继续检测，否则，应重新进行灵敏度校验。 8.3检测 8.3.1标定 实施检测前应采用对比试块进行标定，标定的简要步骤如下： CSTMhQÆSÑ^Ou( 全国团体标准信息平台 T/CSTM 00665— 2023 6 ——准备标准试块：根据被检件间隙的粗略值，准备相应已知间隙标准值的标准试块，标准试块应 至少 5块，标准试块间隙差值应不大 于0.1mm； ——准备检测探头：根据被检件间隙的粗略值，选用相应规格的检测探头，检测探头应有 2个，一 个探头用做平衡，另一个探头用做实际测量； ——启动检测设备：仪器和探头应根据厂家说明书进行组装、启动，并预运转至稳定的工作状态， 仪器预先运行应至少 15min； ——设置参数：将平衡探头伸入一个标准试块（平衡标准试块）中，然后将测量探头依次伸入其他 标准试块中，设定调试探头曲线，通常激励频率设为 100KHz，前置增益设为 20dB，若调试 曲线接近饱和 ，应减小前置增益 ； ——重新将平衡探头伸入平衡标准试块中，然后将测量探头依次伸入其他标准试块中，依次 手动输 入标准试块的已知间隙标准值，直至完成所有标准试块的数据标定，最后生成标定曲线； ——记录并保存相关的技术参数。 8.3.2测量 8.3.2.1 测量过程包括检测探头前进和检测探头返回两个步骤 。检测探头前进 宜采用点动测量方式； 检 测探头返回宜采用寸动测量方式 。点动测量方式为：检测探头以一定的检测速度在检测试块中前进固定 的距离；寸动测量方式为：检测探头以一定的速度在检测试块中抽出固定的距离，停顿固定时间，连续 操作，直到检测结束。 8.3.2.2 测量之前应按照 8.3.1进行标定，检测时，选定好检