基于GMR的电磁无损检测研究
地下管线工程的无损检测方法研究
地下管线工程的无损检测方法研究地下管线在城市建设中起着至关重要的作用，包括供水管道、燃气管道、电力线路等。
然而，由于地下管线的埋深较大，造成了其检测和维修的困难。
为了避免破坏地面，无损检测方法应运而生。
一、电磁探测法电磁探测法是一种常见的无损检测方法，它利用地下管线电磁特性来进行探测。
这种方法适用于金属管道，通过测量管道周围的电场和磁场的变化来确定管道的位置和方向。
电磁探测法具有无接触、快速、准确的特点，但对于非金属管道效果较差。
二、激光扫描法激光扫描法是一种通过激光测距仪对地面进行扫描的方法。
激光束直接射向地面，当激光束碰到地下管线时，会发生反射，通过接收反射激光并计算时间差，可以确定管线的位置和深度。
激光扫描法具有高精度和高效率的特点，但对于不透光的介质无法使用。
三、超声波检测法超声波检测法是一种通过声波在地下传播来确定管线位置的方法。
声波在不同介质中的传播速度是不同的，通过测量声波传播时间可以计算出管线的深度和位置。
超声波检测法适用于各种介质，同时可以测量管道的厚度和损伤程度，是一种比较全面的无损检测方法。
四、地质雷达法地质雷达法是一种通过发送和接收雷达信号来检测地下介质变化的方法。
它利用雷达信号在地下反射和散射的特性来确定管线的位置和形状。
地质雷达法适用于各种地下管线，具有高分辨率和较大的探测深度，但对于复杂地质环境的适应性较差。
五、红外热像法红外热像法是一种通过检测地下管线散发的热红外辐射来确定管线位置的方法。
地下管线在运行过程中会产生热量，通过红外热像仪可以将热量转化为红外图像，从而确定管线的位置和状况。
红外热像法适用于各种介质和管线材料，且无需与管线直接接触，对管线的损伤较小。
六、综合使用方法实际应用中，综合使用多种无损检测方法可以提高定位和识别地下管线的准确性。
各种方法都有其局限性，综合使用可以弥补各方法之间的不足。
例如，在电磁探测法检测到管线位置后，可以使用超声波检测法进一步确定管道的深度和情况。
基于磁记忆的铁磁性构件定量无损检测研究
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ａ ｕ ｆ ｍ ｓ ｍｐｌｎｇ ｙｓ ｅ ｎｉｏｒ ａ ｉ ｓ ｔ ｍ ｉ ｄ ｓｇｎ ｄ ｉ ｄ ｒ ｏ ｍ ｐ ｏｖ ｔ ｒ ｓ ｔ ｓ ｅ ｉ ｅ ｎ ｏｒ ｅ ｔ ｉ ｒ ｅ ｈｅ ｅ ｕｌｓ’ ｓ ａ ｉｉｙ ｆ ｔ ｂ ｌｔ ｏ ｍ ａ ｎｅ ｉ ｅ ｏ ｙ ｔ ｓ ｉ ｇ， ｎｄ ｔ ｘｐｅ ｉ ｎｔ ｌｒ ｓ ｔ ｆ ｓ ｓ ｅ ａ ｅ ａ ｌ ｚ ｄ ｇ ｔｃ ｍ ｍ ｒ ｅ ｔｎ ａ ｈｅ ｅ ｒｍｅ ａ ｅ ｕｌｓ ｏ ｙ ｔ ｍ ｒ ｎａ ｙ ｅ ．Ｔｈ ｘ ｒｍ ｅ ａ ｅ ｅ ｐｅ ｉ ｎｔ ｌ ｒ ｓ ｔ ｈｏ ｔ ｔｌｆ— ｆ ｓ ｌｔｌ ｎｆｕ ｎｃ ｙｓ ｅ ｓ ａ ｌｔ ａ ｃ ｎ ｎ ｐ ｅ ｓ ｇ ｅ ｔｉ ｅ ｕｌｓ ｓ ｗ ｈａ ｉｔｏ ｆｈａ ｉｔｅ ｉ ｌ ｅ ｅ ｏｎ ｓ ｔ ｍ ｔ ｂｉｉｙ， ｎｄ ｓ ａ ｎｉ ｇ ｓ ｅ ｄ ｈａ ｒ ａ ｎ— ｆｕｅ ｃ ｎ ｓ ｓ ｅ ｓ ａ ｌｔ ｌ ｎ ｅ ｏ ｙ ｔ ｍ ｔ ｂｉｉｙ． Ｋｅ ｒ ｓ： ｇ ｔｃ ｍ ｅ ｏ ｙ；ｉｔ ｏ ｆ ｕ ｆ ｒ ｓ ｍｐｌ ｙ ｗｏ ｄ ｍａ ｎｅ ｉ ｍ ｒ ｌｆ— ｆ ； ｎｉｏ ｍ ａ ｅ
能 ， 时为 了使铁 磁构 件 内的总 自由能趋于 最小 ， 此 在
３ 实验 分 析
３ １ 提离 值对 磁记忆 定量 检测 的影 响 ． 在 相 同 的采样 速 率 和扫 描 速度 条 件 下 ， 将探 头 提 离值逐 渐 增 大 进 行 检 测 ， 测 结 果 如 图 ３所 示 。 检 由图 ３中信号 变化 幅度 可 见 ， 提离 值 逐 渐 增 大 的 在 情 况下 ， 磁场 变化 曲线及 其 峰值几 乎没有 改 变 ， 场 磁 曲线 的梯度 变化 峰值位 置也 基本 固定 。采用 峰 一峰 值进行 定量 分析 时 ， 计 算 结 果 的影 响 较 小 。这 说 对 明在表 面粗 糙和 污垢 附着 等 恶 劣 条件 下 ， 用 磁 记 利
(完整版)各常用电磁无损检测方法原理,应用,优缺点比较
一普通涡流检测1原理涡流检测是以电磁感应为基础，通过测定被检工件内感生涡流的变化来无损地评定导电材料及其工件的某些性能，或发现其缺陷的无损检测方法。
当载有交变电流的试验线圈靠近导体试件时，由于线圈产生的交变磁场的作用感应出涡流，涡流的大小，相位及流动形式受到试件性能和有无缺陷的影响，而涡流产生的反作用又使线圈阻抗发生变化，因此，通过测定线圈阻抗的变化，就可以推断被检试件性能的变化及有无缺陷的结论。
2发展1涡流现象的发现己经有近二百年的历史。
奥斯特(Oersted、安培(Ampere ) ,法拉弟(Faraday、麦克斯韦(Maxwell)等世界著名科学家通过研究电磁作用实验，发现了电磁感应原理，建立了系统严密的电磁场理论，为涡流无损检测奠定了理论基础[l]。
1879年，体斯(Hughes)首先将涡流检测应用于实际一一判断不同的金属和合金，进行材质分选。
自1925年起，在美国有不少电磁感应和涡流检测仪获得专利权，其中，Karnz直接用涡流检测技术来测量管壁厚度;Farraw首次设计成功用于钢管探伤的涡流检测仪器。
但这些仪器都比较简单，通常采用60Hz , 110V的交流电路，使用常规仪表(如电压计、安培计、瓦特计等)，所以其工作灵敏度较低、重复性较差。
二战期间，多个工业部门的快速发展促进了涡流检测仪器的进步。
涡流检测仪器的信号发生器、放大器、显示和电源装置等部件的性能得到了很大改进，问世了一大批各种形式的涡流探伤仪器和钢铁材料分选装置，较多地应用于航空及军工企业部门。
当时尚未从理论和设备研制中找到抑制干扰因素的有效方法，所以，在以后很长一段时间内涡流检测技术发展缓慢。
直到1950年以后，以德国科学家福斯特(Foster)博士为代表提出了利用阻抗分析方法来鉴别涡流检测中各种影响因素的新见解，为涡流检测机理的分析和设备的研制提供了新的理论依据，极大地推动了涡流检测技术的发展。
福斯特也因此当之无愧地被称为“现代涡流检测之父”。
巨磁电阻效应及其应用 实验报告
巨磁电阻效应及其应用【实验目的】1、 了解GMR 效应的原理2、 测量GMR 模拟传感器的磁电转换特性曲线3、 测量GMR 的磁阻特性曲线4、 用GMR 传感器测量电流5、 用GMR 梯度传感器测量齿轮的角位移，了解GMR 转速（速度）传感器的原理【实验原理】根据导电的微观机理，电子在导电时并不是沿电场直线前进，而是不断和晶格中的原子产生碰撞（又称散射），每次散射后电子都会改变运动方向，总的运动是电场对电子的定向加速与这种无规散射运动的叠加。
称电子在两次散射之间走过的平均路程为平均自由程，电子散射几率小，则平均自由程长，电阻率低。
电阻定律 R=ρl/S 中，把电阻率ρ视为常数，与材料的几何尺度无关，这是因为通常材料的几何尺度远大于电子的平均自由程（例如铜中电子的平均自由程约34nm ），可以忽略边界效应。
当材料的几何尺度小到纳米量级，只有几个原子的厚度时（例如，铜原子的直径约为0.3nm ），电子在边界上的散射几率大大增加，可以明显观察到厚度减小，电阻率增加的现象。
电子除携带电荷外，还具有自旋特性，自旋磁矩有平行或反平行于外磁场两种可能取向。
早在1936年，英国物理学家，诺贝尔奖获得者N.F.Mott 指出，在过渡金属中，自旋磁矩与材料的磁场方向平行的电子，所受散射几率远小于自旋磁矩与材料的磁场方向反平行的电子。
总电流是两类自旋电流之和;总电阻是两类自旋电流的并联电阻，这就是所谓的两电流模型。
在图2所示的多层膜结构中，无外磁场时，上下两层磁性材料是反平行（反铁磁）耦合的。
施加足够强的外磁场后，两层铁磁膜的方向都与外磁场方向一致，外磁场使两层铁磁膜从反平行耦合变成了平行耦合。
电流的方向在多数应用中是平行于膜面的。
无外磁场时顶层磁场方向顶层铁磁膜中间导电层 底层铁磁膜无外磁场时底层磁场方向图2 多层膜GMR 结构图图3是图2结构的某种GMR 材料的磁阻特性。
由图可见，随着外磁场增大，电阻逐渐减小，其间有一段线性区域。
电磁声无损检测技术PPT课件
Angle beam shear wave
Lamb Wave ( especially suitable for symmetric mode )
SH guided Wave
Surface Wave
第5页/共32页
Guided Wave in pipe or rods
概述——4.主要优点 可产生独特的波模式
内容提纲
1 概述 2 研究与挑战 3 理论模型与求解 4 仪器系统及传感器 5 典型工业应用与前景 6 目前开展的研究
第20页/共32页
仪器系统与传感器——1.仪器 系统
上位机控制分析软件
任意函数产生模块
多通道数据采集模块
功率放大模块
多通前置放大器
多通道自动切换模块
双工器 EMAT阵列
双工器
第21页/共32页
理论模型的完备
• 更多材料作用机理的认识 • 多场耦合模型的完整求解
工业应用与推广
• 检测标准化 • 检测的适用性设计
GB 20935.1-2007-T 金属材料电磁超声检 验方法 第1部分：电磁超声换能器指南 GBT 20935.2-2009 金属材料电磁超声检验 方法 第2部分：利用电磁超声换能器技术进 行超声检测的方法
频率(kHz)
-2 0
0.05 0.1 0.15 Time (ms)
25
20
15
10
5
0
0.2
-5 0
0.05 T
dB
Voltage (V) Voltage (V)
第23页/共32页
仪器系统与传感器——2.传感 器
SH0模态EMAT
S. H. Cho, et al., "Guided wave transduction experiment using a circular magnetostrictive patch and a figure-of-eight coil in nonferromagnetic plates," Applied Physics Letters, vol. 88, May 2006. J. S. Lee, et al., "Radiation pattern of Lamb waves generated by a circular magnetostrictive patch transducer," Applied Physics Letters, vol. 90, Jan 2007. J. S. Lee, et al., "Beam-focused shear-horizontal wave generation in a plate by a circular magnetostrictive patch transducer employing a planar solenoid array," Smart Materials & Structures, vol. 18, Jan 2009.
无损检测技术的基本原理和方法
无损检测技术的基本原理和方法无损检测技术是一种非侵入性测试方法，可以帮助人们检测材料和结构内部的缺陷或损伤，而无需破坏材料本身。
这种技术在许多领域中得到广泛应用，包括航空航天、能源、制造业等。
本文将介绍无损检测技术的基本原理和常用方法。
无损检测技术的基本原理是基于材料对电磁、声波或辐射的相互作用，通过分析相应的信号来判断材料的质量和完整性。
根据不同的物理原理，无损检测技术可以分为几种不同的方法。
首先，电磁无损检测是利用电磁波与材料相互作用的原理，在材料中产生反射或透射的信号，从而检测材料的缺陷。
电磁无损检测方法包括磁性粉检测、涡流检测和磁通检测。
磁性粉检测利用材料表面的磁场分布来检测表面和近表面的缺陷，常用于金属材料的检测。
涡流检测则通过在导体中产生涡流，并检测反射的电磁信号来判断材料的质量。
磁通检测是利用磁场分布的变化来检测材料内部的缺陷。
其次，声波无损检测是利用声波在材料中传播的特性来检测缺陷。
常用的声波无损检测方法包括超声波检测和声发射检测。
超声波检测利用材料中的声波传播速度和反射信号来检测材料的内部缺陷。
声发射检测则是通过监测材料中发生的微小声波信号来判断材料是否存在缺陷或损伤。
另外，辐射无损检测是利用辐射材料的特性来检测缺陷。
常用的辐射无损检测方法包括X射线检测和γ射线检测。
X射线检测通过向材料中发射X射线，并通过接收反射或透射的X射线信号来检测材料的缺陷。
γ射线检测则是利用γ射线与材料相互作用的原理来检测缺陷。
此外，还有一些其他的无损检测方法，如热红外检测和激光检测。
热红外检测利用红外辐射来检测材料中的热量分布和热传导性能，从而判断材料是否存在缺陷。
激光检测则是利用激光的特性来检测材料的缺陷。
无损检测技术的应用非常广泛，包括材料制造、航空航天、核能工业和地震监测等领域。
在材料制造过程中，无损检测可以帮助检测材料的质量，防止次品产品的出现。
在航空航天领域，无损检测可以检测飞机的结构完整性，确保飞行安全。
无损检测 基于逆磁致伸缩效应的残余应力检测方法-最新国标
无损检测基于逆磁致伸缩效应的残余应力检测方法1 范围本文件规定了基于逆磁致伸缩效应的铁磁材料表面残余应力的电磁检测技术和方法。
本文件适用于起重机械、压力容器、压力管道等大型设备制造、安装、使用过程中的铁磁材料（例如焊缝、热影响区、母材）及其各种形式的结构件。
2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 12604.5 无损检测术语磁粉检测GB/T 20737 无损检测通用术语和定义3 术语和定义GB/T 12604.5和GB/T 20737界定的术语和定义适用于本文件。
4 符号和缩略语表1给出的符号和缩略语适用于本文件。
表1 符号和缩略语5 方法概要基于逆磁致伸缩效应的残余应力检测方法是指铁磁材料内部存在残余应力时，由于残余应力对磁畴运动行为的影响，导致相应位置处的磁场−磁化映射关系存在差异，进而引起该位置处磁特性（表现为磁导率或磁阻）的变化。
磁特性不同，检测到的磁通也不同，磁通变化会导致缠绕在传感器中检测线圈的感应电动势发生变化，感应电动势的变化可转换成电路中电压或者电流的变化。
因此，可将残余应力通过间接手段转化成可以测量的电压或者电流，间接计算被测铁磁材料的残余应力。
典型的检测方法原理见图1。
给励磁线圈加载正弦电压E，励磁电流I e产生的磁通Φ经励磁极、励磁极空气隙、被测铁磁材料、检测极空气隙和检测极后回到励磁极，构成闭合回路。
在该回路中，被测铁磁材料中存在残余应力时，所对应的磁阻发生变化，回路磁通量Φ也发生变化，进而引起检测线圈中感应电压或者电流发生改变，与该处的主应力差（σ1−σ2）存在一一对应关系。
通过调整二极传感器与X轴的角度进行测量，或者采用四极或九极传感器进行测量，可计算得到主应力差（σ1−σ2）的值和主方向角θ，进而计算得到主应力σ1和σ2。
基于巨磁电阻传感器的电功率测量
基于巨磁电阻传感器的电功率测量作者：李昊阳来源：《中国科技纵横》2016年第22期【摘要】研究一种便携的巨磁电阻传感器对电功率的测量仪器。
利用巨磁电阻效应，通过直接测量传感器输出的差分电压，从而对线圈中通过的待测电流进行有效测量，负载电压采用直接测量法，并利用单片机和LCD实现对外电路电功率的测量与显示。
为使测量的灵敏度及线性区最大，综合考虑了外加磁场对传感器灵敏度的影响及巨磁电阻种类的影响。
实验结果表明多层膜巨磁电阻传感器能够较为准确地测量外电路的功率，线性区大，测量范围广，相比于各向异性巨磁电阻传感器更适用于功率计的制作。
最后对巨磁电阻传感器的应用前景进行展望并对实验中遇到的问题进行了分析。
【关键词】巨磁电阻电功率传感器1 实验原理、实验材料和实验方法1.1 实验原理1.1.1 电流的测量开环式GMR电流传感器通过直接测量长直导线上电流产生的磁场来测量电流。
电流方向与传感器的敏感轴方向正交，电流产生的磁场方向与敏感轴方向平行。
假设流经导线的电流为I，传感器距离导线的距离为d。
当电流变化时，磁场随之变化，GMR的电阻也发生变化，利用电桥结构将电阻的变化输出为一个电压信号。
由于GMR电阻和磁场之间具有线性变化规律，输出的电压正比于被测电流，从而实现电流信号的测量功能。
如图1所示。
巨磁电阻传感器采用惠斯登电桥结构，由四只相同的巨磁电阻组成，其中和受外磁场作用时电阻增大，而和电阻减小。
图2为电流传感器常用的电桥结构。
一般情况下，GMR电桥的输入电阻可视为恒定，输出信号正比于被测电流与电桥输入电压的乘积。
输入电压恒定时，GMR传感器为电流传感器。
因为变化的电流周围产生变化的磁场，当被测电流为I时，对应产生的磁场为B，巨磁电阻受到磁场作用电阻发生变化，平衡电桥结构被破坏，将电阻的变化输出为差分电压信号，若巨磁电阻工作在线性区，测得磁场B与电压信号呈线性关系，即B正比于。
GMR功率传感器的设计，如图3所示。
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基于
GMR的电磁无损检测研究
发表时间：
2019-04-25T11:49:06.517Z 来源：《基层建设》2019年第3期 作者： 吴野
[导读] 摘要：在早期的电磁检测领域当中，就已经出现过一种传统的无损检测方法，这种方法在当时确实改善了检测损伤的问题，但是现
代视角下，传统无损检测方法具有功能单一、电路复杂、稳定性不足、空间分辨率不足等缺陷，而GMR电磁无损检测，是在后期经某研究
者提出的一种新式的电磁无损检测方法，其借用了巨磁电阻的高稳定性，围绕传统电磁无损检测方法的弊端进行设计，改善了传统检测方
法的缺陷。
必维安全技术（天津）有限公司 天津市 300457
摘要：在早期的电磁检测领域当中，就已经出现过一种传统的无损检测方法，这种方法在当时确实改善了检测损伤的问题，但是现代
视角下，传统无损检测方法具有功能单一、电路复杂、稳定性不足、空间分辨率不足等缺陷，而
GMR电磁无损检测，是在后期经某研究者
提出的一种新式的电磁无损检测方法，其借用了巨磁电阻的高稳定性，围绕传统电磁无损检测方法的弊端进行设计，改善了传统检测方法
的缺陷。
关键词：无损检测；巨磁电阻；探头结构；模型分析；
巨磁电阻（GMＲ）的检测灵敏度不受频率影响，具有方向敏感特性，且芯片尺寸小，外围电路简单，空间分辨率高，与传统电磁无损
检测技术相结合，体现出独有的优势。
一、GMR探头设计结构分析
1.
圆形线圈GMR涡流检测探头。圆形线圈GMR涡流检测探头常应用在金属物体厚度检测当中，检测时，首先依照激励磁场的方向，将
GMR
器件的敏感轴与之平行对齐。其次利用GMR的高灵敏度即可完成检测工作，这种检测方法通过以往的多项实验得知，只能用于检测金
属物体或类金属物体的厚度，在缺陷检测当中其表现出不敏感的问题，说明此检测探头具有一定的局限性。但在近代研究当中可见，虽然
圆形线圈
GMR涡流检测探头不能直接对缺陷磁场进行感应，但是其能够感应到缺陷引起形变后的磁场，因此，在这一现象之下，有研究者
进行了相关的实验，实验显示圆形线圈在未来的发展当中，可能应用到金属边缘缺陷检测当中。
2.
平面均匀GMR涡流检测探头。平面均匀GMR涡流检测探头常用于结构焊接缺陷检测当中，在此项检测当中，因为焊接工艺的介入会
导致检测表面的纹理出现密集的提离现象，此时其他无损检测方法均因为该现象而无法进行检测，但随着研究的发展，有研究者发现了矩
形线圈探头能够有效避免此现象带来的应用，因而进行了相关的实验，实验结果显示矩形线圈能够实现结构焊接无损检测应用，因此在进
一步的开发之下，形成了平面均匀
GMR涡流检测探头。另一组实验当中，研究人员将平面均匀GMR涡流检测探头应用到飞机铆钉周边细微
裂纹的检测当中，通过检测可见，平面均匀
GMR涡流检测探头可以利用矩形线圈产生电流，当电流与检测面接触之后，会产生均匀的感生
电流和磁场，再结合平面扫描即可得到检测面整体磁场分布，最终通过磁场观测了解磁场的分布情况即可得出细微裂纹的分布情境。
二、GMR电磁无损检测器件分析
当GMR与磁场电阻值接触之后，GMR会发生巨大的变化，因此其才会被称为巨磁电阻，一般情况下，GMR的变化程度要高出其他各
项磁阻
15%左右。在GMR当中线圈是主要器件之一，线圈的主要功能在于感应电压，依照法拉第电磁感应定律，感应电压如公式（1）所
示。
（1）
式中dB代表线圈的正弦变化的磁场，磁场表达式如公式（2）。
（2）
根据公式（1）、（2），可以得到线圈的输出表达式，如公式（3）所示。
通过公式（3）可以看到，线圈的灵敏度与频率相互之间保持了正比关系，所以说明GMR检测方法不适用于低频检测当中，因为当这
种方法与低频接触，就会受到集肤效应的限制，导致工作频率降低，这种方式虽然能够增加
GMR在低频当中的渗透度，但也会导致线圈的
灵敏度大幅度降低。另外，除线圈以外
GMR还包括了其他器件，例如，单极性、双极性器件，这两种器件不会被同时采用，只会单独应用
在规格不同的
GMR检测当中，一般来说单极性、双极性器件的功能都在于保障检测的高灵敏度以及渗透深度，但要实现此目的，两者的直
流电磁必须达到
1MHz以上，而作为两种不同的器件，两者必然还存在很大的不同，具体如下文所示。单极性、双极性器件不同点：（1）
单极性的饱和磁场为
6~16，双极性的饱和磁场为0~250；（2）单极性的线性范围为0.6~3.0、1.5~10.5、1.0~16，双极性的线性范围为
10~175
、5~40、-1.3~1.3、-8~8；（3）单极性的灵敏度为3.0~4.2、3.0~4.1、11.0~18.0，双极性的灵敏度为0.02~0.03、0.06~0.12、1.3~1.6、
0.7~1.0
；（4）单极性的电阻为5k~5.5k，双极性的电阻为2.5、1.2、1.3k；（5）单极性的磁滞为4、15、3.0，双极性的磁滞为0、4、15；
（
6）单极性的非线性度为2、4、1.5，双极性的非线性度为0、2、4。
三、GMＲ探头激励方式
1.
基于时谐激励的GMＲ电磁无损检测。采用时谐方法对被测导体进行检测是电涡流无损探伤最常用的手段。将GMＲ器件引入涡流检
测后，基于时谐激励的
GMＲ涡流检测方法随即受到广泛关注，获得了大量的科研成果。对于单极性GMＲ器件，以使用最广泛的NVE的
GM
Ｒ为例，呈现非线性。在早期，利用正弦激励电流源给激励线圈提供激励电流，GMＲ检测到缺陷磁场后，将检测到的磁场信号输出给
NI
数据采集卡并存储于个人计算机（PC），该信号被用于分析缺陷。由于该研究小组采用的是单极性GMＲ器件，因此其检测到缺陷磁场
后的输出值均为正值，
GMＲ输出信号只能反映缺陷磁场的强度信息。为了实现磁场虚实部信息的检测，当前，很多研究者将GMＲ器件的
工作点偏置到线性输出区间。通过增加偏置磁场能够获得完整的交流信号输出波形，该输出信号可用于后续的解调处理获得需要的磁场信
息。常用的偏置方法主要有两种。一种方法是在
GMＲ附近固定永磁体，采用了该方法，其优点是结构简单，易于实现；另一种方法是在
GM
Ｒ周围设计一个直流线圈，直流电流产生一个恒定磁场，从而将GMＲ的工作点偏置于线性区间，其优点是可以通过调节直流线圈中的
电流大小来调节工作点位置。通过偏置的方法获得完整的时谐信号，经解调后，获得虚实部信息和幅值相角信息，可为检测提供更加丰富
的信息。对铆钉周围多层结构的缺陷检测利用相位信息获得了很好的检测效果。利用相位信息实现了表面和亚表面缺陷的可靠分类。对于
时谐激励
GMＲ电磁检测，采用多频技术能够获得更丰富的信息。在基于GMＲ的多频电涡流检测中做了大量的研究工作。该研究小组采用
从
1～20 kHz的20个激励频率，对缺陷进行检测和深度估计。并分析了不同频率的激励电流优化问题，通过对不同频率下激励电流相位的调
节，获得最佳的激励效果，从而提高了缺陷深度的检测精度。以此为基础，采用支持向量机（
support vector machine，SVM），实现了缺陷
几何尺寸的估计。
2.
基于脉冲激励的GMＲ电磁无损检测。脉冲激励方式也是GMＲ电磁无损检测常用的激励方式。对于脉冲激励方式下的GMＲ涡流检
测，为了将
GMＲ器件的工作点偏置到线性输出区间，同样需要恒定磁场作为偏置。研究人员采用脉冲作为激励方式的重要原因是脉冲信号
具有丰富的频率信息，可以采用时域和频率两种手段进行信号分析。基于
GMＲ的脉冲涡流应用于飞机铆钉结构周围缺陷的检测。该研究小
组采用时域和频域两种方法分析脉冲涡流信号。时域分析采用
A扫描（A-scan）时域信号形态来判断铆钉周围缺陷，采用C扫描（C-scan）
下二维图形的非对称性检测深层缺陷。频域分析则以能量作为特征量，根据铆钉周围的磁场能量分布检测缺陷。该研究小组此后通过脉冲
涡流检测方法，对基于
GMＲ的铆钉缺陷进行了定量分析。他们采用独立成分分析方法提取脉冲信号的特征值，采用k均值聚类方法进行分
类，从而实现对缺陷的分类和定量。采用脉冲涡流来测量金属板厚度，他们将脉冲响应信号曲线与坐标轴横轴之间区域的面积作为特征
量，用于估计金属板的厚度。印度
Bhabha原子能研究中心采用时域特征量进行分析，他们用GMＲ测得的脉冲信号的峰值和峰值时间作为特
征量估计被测试件厚度。
总之，在GMR电磁无损检测器件分析当中，主要了解了GMR的常规器件线圈以及单极性、双极性器件；在GMR探头激励分析当中，
主要对常见的时谐激励、脉冲激励进行了分析；在
GMR探头设计结构，主要针对单GMR涡流检测探头中的圆形线圈GMR涡流检测探头、
平面均匀
GMR涡流检测探头进行了分析。
参考文献：
[1]
王鹏.浅谈基于GMR的电磁无损检测研究.2017.
[2]
范晓，基于巨磁阻传感器的无损检测系统研究与设计.2017.