脉冲涡流热成像利用电磁脉冲对试样进行热激励,裂纹引起试样表面温度分布变化,经热像仪获取其热图像,通过特征提取算法实现裂纹检测。为提升非铁磁材料表面浅裂纹的检测效果,本文研究一款高频感应加热电源,通过提高激励频率减小电涡流的趋肤深度,提高裂纹与非裂纹区域的温度差异比。(1)分析激励频率对裂纹检测效果的影响,提出电源的性能指标。利用COMSOL仿真分析激励频率对非铁磁性材料表面裂纹检测效果的影响;结合裂纹检测要求提出感应加热电源的设计指标及系统方案。(2)分析高频感应加热电源硬件电路的设计,讨论寄生参数对电路的影响。对全桥逆变及驱动电路、谐振电路、阻抗匹配电路和电流采样电路进行理论和仿真分析,并分析高频工作过程中寄生参数对电路的影响,最后通过实验验证各模块的工作性能。(3)分析高频电源的最佳感性状态,设计全数字频率跟踪控制系统。分析串联谐振逆变器的工作状态,得出负载电压和电流的最佳感性角;为保证电路工作在最佳感性状态,提出一种基于直接数字频率合成器原理的全数字频率跟踪技术,通过建立数学模型对其进行数值仿真分析。(4)高频电源性能测试及其在裂纹检测系统中的应用。对该高频感应加热电源的设计指标进行测试并将其应用于不锈钢表面裂纹的检测实验中,实验结果证明:该电源可在5ms内跟踪到负载谐振频率,并在400kHz/2kW的条件下稳定工作;在检测不锈钢表面0.5mm深裂纹时,将激励频率从100kHz提升到400kHz,有效提升裂纹检测效果。