CN105675657A - 一种基于趋肤效应的样品表面覆膜无损检测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于趋肤效应的样品表面覆膜的无损检测方法及系统，包括采用频率可变的交流信号作用于待测样品的两端；逐渐增加交流信号的频率，检测不同频率的交流信号对应的待测样品两端的电阻或电压，并进行曲线绘制获取待测样品的电阻-频率曲线或电压-频率曲线；分析待测样品的电阻变化量或待测样品两端电压变化量随频率变化的规律，并计算或标样对比得到待测样品覆膜的厚度。本发明的基于趋肤效应的样品表面覆膜的无损检测方法及系统，可对待测样品进行整体测量，检测灵敏度较高，并且可实现自动化测量，检测效率较高。另外，由于趋肤效应，高频时材料表面的缺陷对高频信号更敏感，通过改变交流信号的频率还可以获取镀膜表面缺陷及裂纹深度分布信息。

Description

一种基于趋肤效应的样品表面覆膜无损检测方法及系统

技术领域

本发明涉及镀膜检测技术领域，尤其涉及一种基于趋肤效应的样品表面覆膜的无损检测方法及系统。

背景技术

金属表面覆膜是改善其化学、力学、电学等性能的重要方法。其中钢铁等铁磁性材料表面镀非铁磁性金属如锌、铬、锡、铜、铝等可用于改善抗腐蚀性能、延长使用寿命、改善装饰效果、降低产品成本、提高导电性能、改善焊接性能、改善元件间的力学热学参数的匹配等方面有广泛的重要应用。因此镀膜厚度和质量可能关系到产品性能、成本、使用寿命、甚至产品安全。如何准确可靠地测量镀膜厚度和品质有重要意义。

常规的镀膜厚度检测方法主要有：称重法、电量法、金相显微法、磁场法、磁力法、电磁感应法、涡流法、X射线法、β射线法、电子显微法、B超法、化学法等等，这些方法都是样品局部分析法，有些还是有损检测法，误差也较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种基于趋肤效应的样品表面覆膜的无损检测方法及系统。适合于检测铁磁质基体表面非铁磁质镀膜，或非铁磁质基体表面的铁磁质镀膜的检测。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

依据本发明的一个方面，提供了一种基于趋肤效应的样品表面覆膜的无损检测方法，包括如下步骤：

步骤1：采用频率可变的交流信号作用于待测样品的两端；

步骤2：逐渐增加所述交流信号的频率，并检测不同频率的交流信号对应的所述待测样品两端的电阻或电压，并进行曲线绘制获取所述待测样品的电阻-频率曲线或电压-频率曲线；

步骤3：根据所述待测样品的电阻-频率曲线或电压-频率曲线分析待测样品的电阻变化量或待测样品两端电压变化量随频率变化的规律，并计算或表扬对比得到待测样品覆膜的厚度d_x。

本发明的有益效果是：本发明的一种基于趋肤效应的样品表面覆膜的无损检测方法，可以对待测样品进行整体测量，检测灵敏度较高，并且可以实现自动化测量，检测效率较高。另外，由于趋肤效应，高频时对材料表面的缺陷对高频信号更敏感，通过改变交流信号的频率还可以获取镀膜表面缺陷及裂纹深度分布信息。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

进一步：所述步骤1中，所述交流信号的频率变化范围为10Hz-100MHz。

上述进一步方案的有益效果是：所述交流信号的选取与待测样品表面覆膜的厚度有关，待测样品表面覆膜越薄，对应需要的所述交流信号的频率越高。上述频率范围的交流信号基本可以覆盖常见样品表面覆膜的厚度检测。进一步：所述步骤3中，计算待测样品覆膜的厚度d_x的具体实现为：

步骤31a：判断所述电阻-频率曲线或电压-频率曲线的转折点，并读取转折点处电阻或电压对应的特征频率f₀；

步骤32a：根据所述特征频率f₀计算出趋肤深度d₀；

步骤33a：根据所述趋肤深度d₀计算待测样品覆膜的厚度d_x。

上述进一步方案的有益效果是：通过判断所述电阻-频率曲线或电压-频率曲线的转折点，可以获取特征频率f₀，然后根据特征频率f₀计算出趋肤深度d₀和待测样品覆膜的厚度d_x。

进一步：所述步骤31a中判断所述电阻-频率曲线或电压-频率曲线的转折点的具体过程为：按照如下公式计算所述电阻-频率曲线或电压-频率曲线上相邻两点的斜率k，如果某一频点f_i处的斜率k_i相对上一点变化大于100％，则该频点即为转接点，且该频点处的对应的频率f_i即为特征频率f₀；

$k_i=\frac{V_i-V_{i-1}}{f_i-f_{i-1}}$ 或 $k_i=\frac{R_i-R_{i-1}}{f_i-f_{i-1}}$

其中，R_i为i频点处测得的电阻值，R_i-1为i-1频点处测得的电阻值，V_i为i频点处测得的电压值，V_i-1为i-1频点处测得的电压值，f_i为i测试点处对应的检测频率，f_i-1为i-1测试点处对应的检测频率。

上述进一步方案的有益效果是：由于只有当交流信号的频率上升到一定值后，趋肤深度d₀与材料表面覆膜厚度相当或更浅时，电阻或电压随频率的变化速度将会产生明显变化，即转折点所在位置，此时，交流信号的频率即为特征频率f₀。通过特征频率f₀即可计算出趋肤深度d₀和覆膜厚度d_x。

进一步：所述步骤32a中按照如下公式计算趋肤深度d₀：

$d_f=\frac{503.29}{\sqrt{{\mathrm{\μ}}_r\mathrm{\σ}f}}$

其中，μ_r为待测样品高频弱激励时的相对磁导率，σ为样品的电导率，f为交流信号的频率，当f取特征频率f₀时，即可计算出特征频率f₀下对应的趋肤深度d₀。

上述进一步方案的有益效果是：通过上述计算公式可以直接通过交流信号的频率计算出特征频率f₀下对应的趋肤深度d₀

进一步：所述步骤33a中计算待测样品覆膜的厚度d_x的样品实现为：假定趋肤深度d₀远小于待测样品的半径r，且待测样品表面覆膜的厚度d_x远小于趋肤深度d₀，根据经验，所述样品覆膜的厚度d_x＝0.1d₀，即可计算出样品覆膜的厚度d_x。

上述进一步方案的有益效果是：通过上述公式可以由趋肤深度d₀直接计算出待测样品表面覆膜的厚度d_x。

进一步：所述步骤3中，标样对比获取待测样品覆膜的厚度d_x的具体实现为：

步骤31b：在同一测量条件下将不同已知覆膜厚度的标样进行所述步骤1和步骤2的测量，得到系列标样的电阻-频率曲线或电压-频率曲线；

步骤32b：将所述待测样品的电阻-频率曲线或电压-频率曲线与系列标样的电阻-频率曲线或电压-频率曲线对应比对，得到待测样品表面覆膜的厚度d_x。

上述进一步方案的有益效果是：通过上述标样对比法将已知厚度的不同标样的电阻-频率曲线或电压-频率曲线与待测样品的电阻-频率曲线或电压-频率曲线对应比对，比较方便的得到待测样品表面覆膜的厚度d_x，并且可以通过控制相邻厚度的标样之间的间隔控制待测样品表面覆膜的厚度d_x的精度。

进一步：所述步骤3后还包括：

步骤4：根据待测样品的电阻变化量或待测样品两端的电压变化量随频率变化的规律判断待测样品表面覆膜的损伤程度。

进一步：所述步骤4的具体实现为：

步骤41：在同一测量条件下将与待测样品表面覆膜厚度相同的系列品质标样进行所述步骤1和步骤2的测量，得到系列品质标样的电阻-频率曲线或电压-频率曲线，其中系列品质标样的损伤程度各不相同；

步骤42：根据系列品质标样的电阻-频率曲线或电压-频率曲线分析系列品质标样的电阻变化量或电压变化量随频率变化的规律；

步骤43：将待测样品与系列品质标样的电阻变化量或电压变化量随频率变化的规律对应比对，并采用电阻变化量或电压变化量随频率变化的规律来表征待测样品的损伤程度。

上述进一步方案的有益效果是：由于趋肤效应，当待测样品材料表面有裂纹等缺陷时，待测样品材料表面对高频的交流信号更加敏感，这在电阻-频率曲线或者电压-频率曲线上表现的非常明显，所以通过待测样品的电阻变化量或待测样品两端的电压变化量随频率变化的规律即可比较方便的判断出待测样品表面覆膜的损伤程度。

依据本发明的另一个方面，还提供了一种基于趋肤效应的样品表面覆膜的无损检测系统，包括信号源模块、信号采集模块和主控制模块。

其中，所述信号源模块用于为待测样品两端提供频率可调的交流信号；所述信号采集模块用于检测不同频率的交流信号作用于待测样品时待测样品两端的电阻或电压并发送至所述主控制模块；所述主控制模块用于根据待测样品两端的电阻或电压与对应交流信号的频率进行曲线绘制，得到待测样品的电阻-频率曲线或电压-频率曲线，分析待测样品的电阻变化量或待测样品两端电压变化量随频率变化的规律，并计算待测样品覆膜的厚度d_x。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

进一步：所述主控制模块还用于根据待测样品的电阻变化量或待测样品两端的电压变化量随频率变化的规律判断待测样品表面覆膜的损伤程度。

上述进一步方案的有益效果是：通过上述方式可以判断待测样品表面覆膜的损伤程度，相比于传统的检测方式，更加简单直观，并且实现无损检测，检测效率较高，并能保证一定的检测精度。

附图说明

图1为本发明的基于趋肤效应的样品表面覆膜的无损检测方法流程示意图；

图2为本发明的基于趋肤效应的样品表面覆膜的无损检测系统结构示意图；

图3为本发明的其中一种基于趋肤效应的样品表面覆膜的无损检测系统实际检测示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

本发明中，我们选择的是基体为铁磁材料，表面覆膜为非铁磁材料的待测样品为对象进行检测分析。

实施例一，一种基于趋肤效应的样品表面覆膜的无损检测方法，下面将结合附图1对本发明的一种基于趋肤效应的样品表面覆膜的无损检测方法进行详细介绍。

如图1所示，一种基于趋肤效应的样品表面覆膜的无损检测方法，包括如下步骤：

步骤1：采用频率可变的交流信号作用于待测样品的两端；

步骤2：逐渐增加所述交流信号的频率，并检测不同频率的交流信号对应的所述待测样品两端的电阻或电压，并进行曲线绘制获取所述待测样品的电阻-频率曲线或电压-频率曲线；

步骤3：根据所述待测样品的电阻-频率曲线或电压-频率曲线分析待测样品的电阻变化量或待测样品两端电压变化量随频率变化的规律，并计算或标样对比得到待测样品覆膜的厚度d_x。

本实施例中，所述步骤1中，所述交流信号的频率变化范围为10Hz-100MHz。这里，所述交流信号的选取与待测样品表面覆膜的厚度有关，待测样品表面覆膜越薄，对应需要的所述交流信号的频率越高。

优选地，对多数样品，所述交流信号的频率变化范围为1K-10MHz。

本实施例中，所述步骤3中，计算待测样品覆膜的厚度d_x的具体实现为：

步骤31a：判断所述电阻-频率曲线或电压-频率曲线的转折点，并读取转折点处电阻或电压对应的特征频率f₀；

步骤32a：根据所述特征频率f₀计算出趋肤深度d₀；

步骤33a：根据所述趋肤深度d₀计算待测样品覆膜的厚度d_x。

通过判断所述电阻-频率曲线或电压-频率曲线的转折点，可以获取特征频率f₀。由于只有当交流信号的频率上升到一定值后，趋肤深度与材料表面覆膜厚度可以比拟时，电阻或电压随频率的变化速度将会产生明显变化，具体对铁磁质基体表面非铁磁质镀膜样品是明显变小，即转折点所在位置，此时，交流信号的频率即为特征频率f₀，然后根据特征频率f₀计算出趋肤深度d₀和待测样品覆膜的厚度d_x。

优选地，

所述步骤31a中判断所述电阻-频率曲线或电压-频率曲线的转折点的具体过程为：按照如下公式计算所述电阻-频率曲线或电压-频率曲线上相邻两点的斜率k，如果某一频点f_i处的斜率k_i相对上一点变化大于100％，则该频点即为转接点，且该频点处的对应的频率f_i即为特征频率f₀；

$k_i=\frac{V_i-V_{i-1}}{f_i-f_{i-1}}$ 或 $k_i=\frac{R_i-R_{i-1}}{f_i-f_{i-1}}$

其中，R_i为i频点处测得的电阻值，R_i-1为i-1频点处测得的电阻值，V_i为i频点处测得的电压值，V_i-1为i-1频点处测得的电压值，f_i为i测试点处对应的检测频率，f_i-1为i-1测试点处对应的检测频率。

本实施例中，所述步骤32a中按照如下公式计算趋肤深度d₀：

$d_f=\frac{503.29}{\sqrt{{\mathrm{\μ}}_r\mathrm{\σ}f}}$

其中，μ_r为待测样品高频弱激励时的相对磁导率，σ为样品的电导率，f为交流信号的频率，当f取特征频率f₀时，即可计算出特征频率f₀下对应的趋肤深度d₀。

优选地，所述步骤33a中计算待测样品覆膜的厚度d_x的样品实现为：假定趋肤深度d₀远小于待测样品垂直于电流截面的尺度，对于圆柱形样品是半径r，且待测样品表面覆膜的厚度d_x远小于趋肤深度d₀，根据经验，所述样品覆膜的厚度d_x＝0.1d₀，即可计算出样品覆膜的厚度d_x。这里，趋肤深度d₀远小于待测样品的半径r通常是指趋肤深度d₀小于待测样品的半径r的十分之一，待测样品表面覆膜的厚度d_x远小于趋肤深度d₀通常是指是指待测样品表面覆膜的厚度d_x小于趋肤深度d₀的十分之一。

另外，我们这里之所以假定趋肤深度d₀远小于待测样品的半径r，待测样品表面覆膜的厚度d_x远小于趋肤深度d₀，是由于如果不是远小于的话，趋肤效应就无法显现，难以计算的趋肤深度d₀与待测样品表面覆膜的厚度d_x的关系，本发明中我们是通过改变交流信号的频率使得趋肤深度变小，直到趋肤深度d₀远小于待测样品半径r，但还远大于待测样品覆膜的厚度d_x时，这样可以简化相关计算公式。这里，我们假设待测样品为圆柱形，当待测样品为其他形状时计算方法类似，这里不再赘述。当趋肤深度小到可与覆膜厚度比较时，然后再来研究电阻或电压随频率的变化关系。

具体地，所述待测样品的等效电阻R的计算公式为：

$R=\mathrm{\ρ}\frac{L}{S}\≈\mathrm{\ρ}\frac{L}{2{\mathrm{\πrd}}_0}=\mathrm{\ρ}L\frac{\sqrt{{\mathrm{\σ\μ}}_{r}f}}{2\mathrm{\π}r\·503.29}$

其中，σ为待测样品的电导率，ρ为待测样品的电阻率，且μ_r为待测样品高频弱激励时的相对磁导率。

在实际检测中，我们选取了长度L为0.5m，半径r为1.5mm的铁圆柱为待测样品，进行了测量，结果如下：

频率f(频率Hz)	R计算值(Ω)	R实测值(Ω)	偏差(％)	实测斜率(μΩ/Hz)
					10k	0.029	0.038	31.0	2.66
20k	0.040	0.047	17.5	0.90
					40k	0.057	0.063	10.5	0.80
50k	0.064	0.068	6.3	0.50
					70k	0.075	0.075	0.0	0.35
100k	0.090	0.087	-3.3	0.40
					110k	0.095	0.088	-7.4	0.10
150k	0.110	0.090	-18.2	0.05
					200k	0.127	0.092	-27.6	0.04

由此可见，随着交流信号频率的上升，电阻-频率曲线的斜率变小，当交流信号的频率上升到110KHz时，电阻-频率曲线的斜率变化非常明显，由此可知，特征频率f₀为110KHz，对应的趋肤深度为d₀的表达式为：

$d_0=\frac{503.29}{\sqrt{{\mathrm{\μ}}_r\mathrm{\σ}f}}=\frac{503.29\sqrt{\mathrm{\ρ}}}{\sqrt{{\mathrm{\μ}}_{r}f}}=0.0181\sqrt{f_0}$

由此可以计算出趋肤深度为d₀为54.6μm。显然待测样品两端电阻上升速度的下降是因为其表面的非铁磁性覆膜层导致等效磁导率明显下降，进而导致趋肤深度d₀随频率的变化速度明显减慢。根据一般经验，待测样品表面的覆膜层的厚度占趋肤深度的10％时，待测样品表面的覆膜层影响开始凸显，导致电阻的变化量随频率的变化出现明显变化，由此可以计算出待测样品表面的覆膜厚度d_x＝0.1d₀，即d_x＝5.4μm。

需要说明的是，由于在低频时因不满足趋肤深度远小于半径，高频时因不满足趋肤深度远大于覆膜厚度，都会出现电阻实测偏离理论计算。所以在上述表格中，在低频和高频时都会出现较大的偏差。高频偏离理论计算时对应覆膜已达0.1d0以上。

本实施例中，所述步骤3中，标样对比获取待测样品覆膜的厚度d_x的具体实现为：

步骤31b：在同一测量条件下将不同已知覆膜厚度的标样进行所述步骤1和步骤2的测量，得到系列标样的电阻-频率曲线或电压-频率曲线；

步骤32b：将所述待测样品的电阻-频率曲线或电压-频率曲线与系列标样的电阻-频率曲线或电压-频率曲线对应比对，得到待测样品表面覆膜的厚度d_x。

通过将不同损伤程度厚度的系列同材质标样的电阻-频率曲线或电压-频率曲线与待测样品的电阻-频率曲线或电压-频率曲线对应比对，可以较为精确的得到待测样品表面覆膜的厚度d_x。这里，选取已知标样的覆膜厚度时，可以根据实际需求选取不同的厚度间隔，方便后续进行比对。

优选地，所述步骤3后还包括：

步骤4：根据待测样品的电阻变化量或待测样品两端的电压变化量随频率变化的规律判断待测样品表面覆膜的损伤程度。

由于趋肤效应，当待测样品材料表面有裂纹等缺陷时，待测样品材料表面对高频的交流信号更加敏感，这在电阻-频率曲线或者电压-频率曲线上表现的非常明显。

优选地，所述步骤4的具体实现为：

步骤41：在同一测量条件下将与待测样品表面覆膜厚度相同的系列品质标样进行所述步骤1和步骤2的测量，得到系列品质标样的电阻-频率曲线或电压-频率曲线，其中系列品质标样的损伤程度各不相同；

步骤42：根据系列品质标样的电阻-频率曲线或电压-频率曲线分析系列品质标样的电阻变化量或电压变化量随频率变化的规律；

步骤43：将待测样品与系列品质标样的电阻变化量或电压变化量随频率变化的规律对应比对，并采用电阻变化量或电压变化量随频率变化的规律来表征待测样品的损伤程度。

当电阻变化量或电压变化量随频率变化明显增大或减小，则表明待测样品表面的覆膜损伤严重；当电阻变化量或电压变化量随频率变化平缓，则表明待测样品表面的覆膜品质较好。

通过上述方式，可以比较准确的对待测样品表面的覆膜存在的缺陷进行检测分析，判断待测样品表面的覆膜损伤程度。

实施例二、一种基于趋肤效应的样品表面覆膜的无损检测系统，下面将结合附图2对本发明的一种基于趋肤效应的样品表面覆膜的无损检测系统进行详细说明。

如图2所示，一种基于趋肤效应的样品表面覆膜的无损检测系统，包括信号源模块、信号采集模块和主控制模块。

其中，所述信号源模块用于为待测样品两端提供频率可调的交流信号；所述信号采集模块用于检测不同频率的交流信号作用于待测样品时待测样品两端的电阻或电压并发送至所述主控制模块；所述主控制模块用于根据待测样品两端的电阻或电压与对应交流信号的频率进行曲线绘制，得到待测样品的电阻-频率曲线或电压-频率曲线，分析待测样品的电阻变化量或待测样品两端电压变化量随频率变化的规律，并计算待测样品覆膜的厚度d_x。

优选地，所述主控制模块还用于根据待测样品的电阻变化量或待测样品两端的电压变化量随频率变化的规律判断待测样品表面覆膜的损伤程度。

如图3所示，在实际检测过程中，我们选取信号源模块为频率可调交流信号源(这里以交流电压信号为例进行说明)，其输出电压为V0，信号采集模块选用锁相放大器，所述主控制模块选用计算机。首先将交流信号通过远大于待测样品电阻Rx和交流信号源输出电阻R0的电阻R串接在待测样品两端，同时将频率可调交流信号源输出的参考信号送入锁相放大器，然后在待测样品两端内侧取出待测交流电压信号并输入到锁相放大器中，锁相放大器根据送入的参考信号测量待测交流电压信号电压值Vx，然后将待测交流信号电压值Vx转换为数字信号后送计算机，计算机根据待测电压与对应交流信号的频率进行曲线绘制，得到待测样品的电压-频率曲线，分析待测样品的两端电压变化量随频率变化的规律，并计算待测样品覆膜的厚度d_x。这里，所述计算机还用于向所述频率可调交流信号源发送控制信号并自动控制交流电压源的频率逐渐增大。这里，如果选用交流电流源，则选取所述电阻R为0欧姆的电阻。

在实际检测过程中，我们还可以直接选取宽频交流电桥(如QuadTech7600)，直接通过文氏夹夹于样品两端，设置扫频范围，直接测量待测样品的电阻随频率的变化，并将测试数据传计算机处理，计算机根据待测电阻与对应交流信号的频率进行曲线绘制，得到待测样品的电阻-频率曲线，分析待测样品的两端电阻变化量随频率变化的规律，并计算待测样品覆膜的厚度d_x。这里，所述宽频交流电桥相当于信号源模块和信号采集模块，既提供交流信号源，也对待测样品两端的电信号进行采集。

在实际检测过程中，我们还可以使用带信号源的频谱仪(如HP3562A等)，直接通过文氏夹夹于样品两端，设置扫频范围，测量输出电压频谱(电压传输函数)随频率的变化，测试数据传计算机处理，计算机根据待测电压与对应交流信号的频率进行曲线绘制，得到待测样品的电压-频率曲线，分析待测样品的两端电压变化量随频率变化的规律，并计算待测样品覆膜的厚度d_x。这里，所述频谱仪相当于信号源模块和信号采集模块，既提供信号源，也对待测样品两端的电信号进行采集。

需要指出的是，本发明中，我们选择的是基体为铁磁材料，表面覆膜为非铁磁材料的待测样品为对象进行检测分析，当然，对于基体为非铁磁材料，表面覆膜为铁磁材料的待测样品，其在增加交流信号频率时，趋肤深度与镀层厚度可以比拟后，趋肤深度的减小的速度会增加，电阻-频率曲线或电压-频率曲线变化趋势会相反，检测和计算的方法类似，这里不在赘述。

本发明的一种基于趋肤效应的样品表面覆膜的无损检测方法及系统，可以对待测样品进行整体测量，检测灵敏度较高，并且可以实现自动化测量，检测效率较高。另外，由于趋肤效应，高频时对材料表面的缺陷对高频信号更敏感，通过改变交流信号的频率还可以获取镀膜表面缺陷及裂纹深度分布信息。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于趋肤效应的样品表面覆膜的无损检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：采用频率可变的交流信号作用于待测样品的两端；

步骤2：逐渐增加所述交流信号的频率，并检测不同频率的交流信号对应的所述待测样品两端的电阻或电压，并进行曲线绘制获取所述待测样品的电阻-频率曲线或电压-频率曲线；

步骤3：根据所述待测样品的电阻-频率曲线或电压-频率曲线分析待测样品的电阻变化量或待测样品两端电压变化量随频率变化的规律，并计算或标样对比得到待测样品覆膜的厚度d_x。

2.根据权利要求1所述一种基于趋肤效应的样品表面覆膜的无损检测方法，其特征在于，所述步骤3中，计算待测样品覆膜的厚度d_x的具体实现为：

步骤31a：判断所述电阻-频率曲线或电压-频率曲线的转折点，并读取转折点处电阻或电压对应的特征频率f₀；

步骤32a：根据所述特征频率f₀计算出趋肤深度d₀；

步骤33a：根据所述趋肤深度d₀计算待测样品覆膜的厚度d_x。

3.根据权利要求2所述一种基于趋肤效应的样品表面覆膜的无损检测方法，其特征在于，所述步骤31a中判断所述电阻-频率曲线或电压-频率曲线的转折点的具体过程为：按照如下公式计算所述电阻-频率曲线或电压-频率曲线上相邻两点的斜率k，如果某一频点f_i处的斜率k_i相对上一点变化大于100％，则该频点即为转接点，且该频点处的对应的频率f_i即为特征频率f₀；

$k_i=\frac{V_i-V_{i-1}}{f_i-f_{i-1}}$ 或 $k_i=\frac{R_i-R_{i-1}}{f_i-f_{i-1}}$

其中，R_i为i频点处测得的电阻值，R_i-1为i-1频点处测得的电阻值，V_i为i频点处测得的电压值，V_i-1为i-1频点处测得的电压值，f_i为i测试点处对应的检测频率，f_i-1为i-1测试点处对应的检测频率。

4.根据权利要求2所述一种基于趋肤效应的样品表面覆膜的无损检测方法，其特征在于，所述步骤32a中按照如下公式计算趋肤深度d₀：

$d_f=\frac{503.29}{\sqrt{{\mathrm{\μ}}_r\mathrm{\σ}f}}$

其中，μ_r为待测样品高频弱激励时的相对磁导率，σ为样品的电导率，f为交流信号的频率，当f取特征频率f₀时，即可计算出特征频率f₀下对应的趋肤深度d₀。

5.根据权利要求4所述一种基于趋肤效应的样品表面覆膜的无损检测方法，其特征在于，所述步骤33a中计算待测样品覆膜的厚度d_x的具体实现为：假定趋肤深度d₀远小于待测样品的半径r，且待测样品表面覆膜的厚度d_x远小于趋肤深度d₀，根据经验，所述样品覆膜的厚度d_x＝0.1d₀，即可计算出样品覆膜的厚度d_x。

6.根据权利要求1所述一种基于趋肤效应的样品表面覆膜的无损检测方法，其特征在于：所述步骤3中，标样对比获取待测样品覆膜的厚度d_x的具体实现为：

步骤31b：在同一测量条件下将不同已知覆膜厚度的标样进行所述步骤1和步骤2的测量，得到系列标样的电阻-频率曲线或电压-频率曲线；

步骤32b：将所述待测样品的电阻-频率曲线或电压-频率曲线与系列标样的电阻-频率曲线或电压-频率曲线对应比对，得到待测样品表面覆膜的厚度d_x。

7.根据权利要求1所述一种基于趋肤效应的样品表面覆膜的无损检测方法，其特征在于，所述步骤3后还包括：

步骤4：根据待测样品的电阻变化量或待测样品两端的电压变化量随频率变化的规律判断待测样品表面覆膜的损伤程度。

8.根据权利要求7所述一种基于趋肤效应的样品表面覆膜的无损检测方法，其特征在于，所述步骤4的具体实现为：

步骤41：在同一测量条件下将与待测样品表面覆膜厚度相同的系列品质标样进行所述步骤1和步骤2的测量，得到系列品质标样的电阻-频率曲线或电压-频率曲线，其中系列品质标样的损伤程度各不相同；

步骤42：根据系列品质标样的电阻-频率曲线或电压-频率曲线分析系列品质标样的电阻变化量或电压变化量随频率变化的规律；

步骤43：将待测样品与系列品质标样的电阻变化量或电压变化量随频率变化的规律对应比对，并采用电阻变化量或电压变化量随频率变化的规律来表征待测样品的损伤程度。

9.一种基于趋肤效应的样品表面覆膜的无损检测系统，其特征在于：包括信号源模块、信号采集模块和主控制模块；

所述信号源模块用于为待测样品两端提供频率可调的交流信号；

所述信号采集模块用于检测不同频率的交流信号作用于待测样品时待测样品两端的电阻或电压并发送至所述主控制模块；

所述主控制模块用于根据待测样品两端的电阻或电压与对应交流信号的频率进行曲线绘制，得到待测样品的电阻-频率曲线或电压-频率曲线，分析待测样品的电阻变化量或待测样品两端电压变化量随频率变化的规律，并计算待测样品覆膜的厚度d_x。

10.根据权利要求9所述一种基于趋肤效应的样品表面覆膜的无损检测系统，其特征在于：所述主控制模块还用于根据待测样品的电阻变化量或待测样品两端的电压变化量随频率变化的规律判断待测样品表面覆膜的损伤程度。