水冷包层模块钨表层裂纹的微波无损检测

来源：计算机测量与控制杂志2026年第2期北京时间：

作者：任文彬,李勇,危洪波,王若男,陈振茂

单位：西安交通大学 复杂服役环境重大装备结构强度与寿命全国重点实验室

摘要：聚变堆真空室包层模块在服役过程中，由于高热负荷钨层表面可能产生裂纹，形成安全隐患，严重影响聚变堆结构完整性及服役寿命，因此，针对水冷包层模块钨表层裂纹实施有效的无损检测手段至关重要；通过数值仿真，探究了Ka波段内微波检测信号对钨层表面无缺陷区域及裂纹处的响应特性；基于仿真结果，搭建了微波检测水冷包层模块钨表层裂纹试验平台，采用所提38 ~ 40 GHz频段同轴探头对不同深度钨表层裂纹试件进行平面扫描；在各扫查点处，采用幅值倒频谱和基于奇异值分解的杂波抑制方法对检测信号进行处理，实现了对裂纹的有效成像及定位，定位误差不超过0.5mm；同时，利用检测时域信号特征，建立信号特征与裂纹深度间的映射关系，对裂纹深度的评估误差在2%以内；研究结果表明，基于微波反射法和所提方法对水冷包层模块钨表层裂纹进行成像及定量检测的有效性。

关键词：电磁无损检测;微波检测;水冷包层模块;裂纹;可视化检测;定量评估

基金资助：国家科技部磁约束核聚变能发展研究专项项目(2019YFE03130003)；国家自然科学基金资助项目(52177007, 52311540018)