涡流阵列检测技术是把一系列涡流探头按一定的形式逐个布置于特定的平面或者空间曲面，构成一个阵列。工作时，各个探头按特定的时间顺序进行切换，同时将各自的信号传输至处理系统进行计算分析。阵列式涡流传感器完成单次扫描的过程大大缩短了检测的时间，其单次扫描的过程同等于以往单个探头进行往返步进扫描的过程。探头的布置方式灵活多变，可快速检测外形轮廓较复杂的零部件，大幅提高检测效率。近几年涡流阵列检测技术无论在传感器的设计或者信号的后处理算法的研究上均得到了进一步的发展。丁华等人[40]在建立有限元模型的基础上具体分析了涡流阵列探头在检测裂纹时输出信号特征；焦胜博等人[41]则设计出一种可用于柔性平面检测的涡流阵列传感器，并且能用于实时在线监测；罗飞路等人[42]针对涡流阵列多激励场的理论计算问题推导了传感器的磁场分布，得到了阵列传感器的阻抗变化解析式，提出了阵列传感器线圈单元近似互感的计算式。

单探头和阵列式探头扫查过程示意图如图4所示。

图4 单探头和阵列式探头扫查过程示意图

基于传统涡流检测技术发展而来的脉冲涡流、涡流阵列等新技术不仅增加了涡流的检测深度，也提高了大面积检测时的速度，相信在不久的将来，航天航空、高铁等领域会有更广泛的应用。

4 裂纹NDT技术发展趋势分析

随着计算机技术、电子信息技术的进步，现代的裂纹检测技术以无损检测为主，并逐渐由人工向智能化、全自动化的检测发展。由近年来新兴的无损检测技术可以看到，多模式复合检测在工程应用中越来越广泛，正由单一模式向复合方式发展，比如激光-超声复合，电磁-超声复合，声-红外复合等。检测设备的研究以降低能耗和提高信噪比为主，介质材料的可重复使用以及绿色环保是未来发展的一个重要趋势。在一些高温高压环境、核电领域、航空航天领域等特殊环境的裂纹检测将更加专业化，新型裂纹检测技术将得到更广泛的实际应用。此外，随着高清摄像及图像采集设备的迅速更新换代，未来裂纹无损检测的图像化亦将是一个重要趋势。

5 结束语

针对机械装备裂纹检测问题，本文详细综述了近年来裂纹无损检测技术的发展现状，对常用的磁粉检测、渗透检测的优缺点进行了比较分析，对新型的激光超声检测、电磁超声检测、超声红外热成像检测、脉冲涡流及涡流阵列检测的技术特点、研究现状进行了详细的论述，并对工程实际应用情况进行了说明，对未来发展方向进行了总结分析。分析结果表明：未来裂纹无损检测技术将以智能化、全自动化、复合模式化、图像化检测为主要发展方向，检测仪器设备及介质材料的研究以降低能耗、提高信噪比为主，新型裂纹无损检测技术在特殊领域的工程应用将更加细化，更好地发挥新技术的优势。

本文引用格式：

周志新. 机械裂纹无损检测方法综述[J]. 机电工程，2017，34(10)：1138-1143.

ZHOU Zhi-xin. Overview of NDT methods for mechanical cracks[J]. Journal of Mechanical & Electrical Engineering, 2017, 34(10): 1138-1143.

《机电工程》杂志：

0 引 言

各种形式的裂纹广泛地存在于工程装备构件中，使用过程中交变载荷的作用使构件内裂纹不断扩展。当裂纹扩展到快速发展阶段，易引起机械装备构件的脆性断裂，危害极大，易造成惨重的人员伤亡和经济损失[1]。因此，有必要采用有效的方法对机械装备加强裂纹的监测与控制，对具有危害性的裂纹及时修复。

常见的裂纹检测方法分为有损检测和无损检测。有损检测需对试件取样，通过电子显微镜或者金相分析等方法观察检测裂纹。无损检测则无需取样，避免了对构件物理结构的破坏。常见的裂纹无损检测技术有：超声波检测（ultrasonic testing，UT）、渗透检测（penetration testing，PT）、射线检测（radiographic testing，RT）、磁粉检测（magnetic particle testing，MT）、涡流检测（eddy current testing，ET）、漏磁检测（magnetic flux leakage testing，MFL）、声发射（acoustic emission，AE）等。

本研究将针对机械裂纹扩展以及检测的问题，对常用的裂纹无损检测方法进行叙述，具体介绍磁粉检测和渗透检测技术的发展现状。

1 裂纹形成机理及分类

机械裂纹主要来源于材料中的细小缺陷，比如材料的气孔、夹渣、砂眼以及焊缝的不均匀等，设备在长期的工作中，缺陷处应力较为集中，慢慢汇合成细小的裂纹。交替应力使得裂纹进一步汇聚和扩展，直至达到零界点后裂纹会快速扩展，进而引发结构的破坏性断裂。

文章来源：《中国战略新兴产业》 网址: http://www.zgzlxxcy.cn/qikandaodu/2021/0708/1092.html