第五章涡流检测
涡流是当金属导体处在变化着的磁场中或在磁场中运动时，由于电磁感应作用而在金属导体内产生的旋涡状流动电流。
(我们在实践中会遇到一些涡流现象，如金属存在电阻，当电流流过金属导体内时会产生焦耳热。工业上利用这种热效应制动了高频感应电炉来冶炼金属。这种电炉的炉壁上绕有线圈，当线圈接通高频大功率电源时，炉体内随之产生很强的高频交变磁场。在炉体放置一定数量的金属，金属中便产生强大的涡流致使金属被加热至熔化。) 涡流检测具有以下特点：
①由于检测是以电磁感应为基础的，探头线圈不需接触工件，因此检测速度快。（对管、棒材。每分钟可检测几十米，线材可检测几百米实）易于实现自动化检测。
②对工件表面和近表面的缺陷，有较高的检测灵敏度。
③能在高温状态下，对管、棒、线材和坏料等进行检测。
④涡流检测技术是一种多用途的检测技术，除探伤外，还能测量工件、涂层的厚度、间隙以及工件的机械和冶金性能等。
⑤能提供缺陷的信息。
⑥实验结果可与检测过程同时得到，记录可长时期保存。
由于感生涡流渗入工件的深度与频率的平方根成反比（感生涡流具有趋肤效应）。这个深度不大，因此，涡流检测目前只能检测表面及近表面的缺陷。另外，因为影响涡流检测的因素如导电率、磁导率、缺陷、工件形状和尺寸以及探头线圈与工件之间的距离等，要取
得所希望得到的检测参数，需要较复杂的信息处理技术。还有涡流检测对复杂表面的检测效率低。
第一节 涡流检测的物理基础
一、材料的导电性
(一)材料的导电率
根据欧姆定律，沿一段导体流动的电流强度与其两端的电位差成正比。即：
R
U I = 根据一定材料的导体，它的电阻与导体长度(L)成正比，与导体的截面积(S)成反比。即：
S
L R ρ= 我们称ρ为导体的电导率单位为：(Ω·mm 2/m)或(μ·Ω·cm)
(二)影响电导率的因素
1．杂质含量
如果在导体中掺入杂质，杂质会影响原子的排列，引起电阻率的增加。
2．温度
随着导体的温度升高，导体内的原子热振动加剧，自由电子的碰撞机会增加，电阻率随之增加。
3．冷热加工
材料的冷热加工，可能产生内应力而使原子排列结构变形。这
时，电子受到碰撞次数增加，电阻率也会上升。
4．合金成份
对于固溶合金(杂质在基体金属内均匀分布)，一般说来电阻率随着合金成分的增加而增加。
二、材料的磁特性
(一)磁场及其量度
(略)
(二)电流产生的磁场
(略)
(三)材料的磁特性
(略)
(四)影响磁导率的因素
1．化学成份和热处理状态
材料的化学成份和热处理状态不同，表现的磁导率也不同。如不同含碳量的碳钢，在退火状态比淬火材料磁导率要高，而随着含碳量的提高，相对磁导率也会降低。
2．冷加工
如300系列不锈钢非磁性的奥氏体钢经冷却加工后形成马氏体相，就会增加磁导率。相反，大多数铁磁材料的导磁率会减小。
3．温度
各种磁性材料的居里点：
铁(769℃)、钴(1118～1124℃)、镍(353～358℃)、钇(16℃)、
渗碳体Fe 2C(215℃)、硫化铁FeS(320℃)、四氧化三铁Fe 3O 4(575℃)、三氧化二铁Fe 2O 3(620℃)、软磁铁氧体(50～600℃)
三、电感感应
(一)电感感应现象
楞次定律：
闭合回路中产生的感应电流有确定的方向，它所产生的磁通总是企图阻碍原来磁通的变化。
(二)电磁感应定律
闭合回路(螺线管回路)中产生的感应电流，是由于这回路中有电动势存在。法拉第最先确定了这种电动势的大小和磁能量变化间的数量关系。
法拉第根据能量守恒定律推导得出：
dt
d φε= 式中：ε－感应电动势
d φ/dt －是磁通随时间的变化量
上式为单匝线圈的回路，对于n 匝线圈的回路其电电势为： dt
d φn -＝ε 在MKS 单位制中，各物理量的单位如下：
ε－伏特、n －匝、d φ－韦伯、dt －秒
(三)自感应现象
在任意闭合回路中，当接有线圈和负载时，回路中的电流在空间作一点所产生的磁感应强度，和电流强度成正比，因此，磁通量也
和电流成正比。即有：
φ=L 0·I
比例系数L 0叫做回路中的自感系数，它与回路的几何形状、大小、匝数及回路中的介质有关。自感系数的常用单位是享利。回路中的自感电动势ε
0的关系式为：
t I -L 00??=ε (四)互感应现象
如果有两个螺线管线圈的闭合回路靠在一起，当第一个通上电流I 1，在第二个回路中就会产生感生电流。
如果第二回路的互感系数为L 21(享利)，在第二回路中产生的感生电动势ε2，则有：
dt
dI -L 1212=ε
第二节 涡流检测的基本原理
一、涡流的产生及其数学表达式
将两上线圈作中安排，当线圈1中通过变
化电流时，会在另一个线圈中产生感生电动势。
如果线圈2是闭合的，就会有电流流过。若用金
属板来取代线圈2，这时金
属板的匝数相当于1，电阻
为R(电阻很小)的一个线
圈，在金属板内同样会产生
感生电流。由于这种电流的
形状呈旋涡状，故称为涡
流。
涡流现象可用下面的数学等式进行描述：
如果通过探头线圈的电流是正弦电流，则有：
t)sin(I 0p ω=i
该电流所产生的磁通量φp 与线圈的圈数N 和电流i p 成正比： φp ∝N ·i p
如果探头线圈靠近工件，工件中将会产生涡流：
s s
Z μM i s =
式中：M －线圈和试件的互感
Z s －试件的阻抗
μs －试件的磁导率
试件当中的电导率、磁导率、缺陷以及厚度等尺寸的变化都会引起Z s 的改变，所以通过检测i s 的变化就可以检测工作的材质、尺寸和完整性。
根据楞次定律，涡流磁场和探头线圈所产生的磁场相反，故总的磁通量为：
S P E -φφφ=
式中：φS 是涡流产生的磁通；φP 是线圈产生的磁通；φE 是在探测试件时线圈中的总的磁通量。
涡流的减少，引起线圈磁通量的减少，就等于线圈阻抗的减少。
二、涡流的基本性质
1．在垂直于磁力线的平面内流动，呈旋涡状，通常涡流的流动路径平行于线圈的线阻，也平行于工作表面（决定于探头线圈的结构）。涡流仅局限于变化磁场存在的区域。
2．因为感应电动势与磁感应的磁通量的变化速度成正比，所以磁场变化愈快，即交流电流的频率愈高，所产生的涡流愈大。
3．交流电流的频率还决定了涡流在试件中流动的深度。我们所它叫穿透深度，随着频率的升高，穿透深度减小，涡流的分布均集中在试件的表面。 （产生趋肤效应的原因是：工件中不同深度流动着的涡流都要产生一个与原磁场相反的磁场，这使得总的磁通量减少并随着深度的增加涡流也大大的消弱。换句话说，靠近表面的涡流可以看作为对线圈磁场的屏蔽，因而随着深度的增加减弱了磁场并减少了感生电流。）
4．如果在无限大的平面导体内，涡流密度随着深度的增加呈指数地减小。
三、缺陷信号的接收
缺陷所产生的信号取决于受缺陷影响的电流信号的幅度和相位。位于表面比较小的缺陷和内部比较大的缺陷可能在线圈阻抗幅度
上产生同样的变化。但是因为信号随
深度变化产生相位滞后，这将是线圈
阻抗矢量不同的特征，这一效应能帮
助确定缺陷的位置。
对于无限厚的材料：
)(X
弧度δβ=
当X 为1mm 时：
??=57X
δβ
式中：X －表示离表面的距离
β－表示表面的涡流信号和表面下的距离X 处的涡流信号之间的相位差
当X 等于穿透深度δ时，即为1mm 时，相位滞后为57°，或者一个弧度。
如果δ穿透深度为以上2倍时（2mm ），则反馈信号的涡流相位滞后表面涡流相位.114°。
在有限厚度的试件中，涡流相位滞后和标准相位滞后相比稍小一些。相位滞后在涡流检测信号分析中起着重要的作用。
（这里的相位滞后不要误解为交流中电压和电流之间的相位角，实际上，感应电流和感应电压随着深度的变化都有相位滞后的问题。）
第三节 涡流检测设备
一、探头及其阻抗
涡流检测是通过测量涡流在工件中的流动分布来实现的。涡流的流动和分布是间接地测量探头的阻抗来完成的。所以，有必要讨论一下探头的基本结构及其阻抗。
简单的涡流探头就是一只线圈，是一个电感和电阻串联的电路，电感表示线圈的电抗部分，而电阻表示线圈中导线及其电缆的电阻。在涡流检测中，如果探头线圈接近工作之后，探头的电阻分量或抗分量的改变都会改变阻抗矢量端点ρ的位置，ρ点通常称为“工作点”。
2．接触工件后的探头模型
检测探头线圈靠近或放置在工件
上时，线圈可以被看成是变压器的初级
绕组。交流在线圈中所产生的磁场在工
件中感应出涡流，这时工件的作用正如一个单匝的次级线圈绕组。涡流产生的磁场将线圈中的磁通φp减弱。
如果工件中有缺陷或者材质、尺寸的变化，会引起Zs改变，可以通过测量探头线圈两端的电压Vp(Vp=TpZp)来“感知”Zs的变化。根据变压器工作原理，Zp随次极的负载而变化，所以通过测量Zp可以得到次极负载中（即工件）电阻分量Rs和电感分量Ls的变化。
（涡流检测中有时也采用收、发探头，它使用两个线圈。）
二、涡流检测仪
涡流检测仪的各类仪器电路的组成有所不同，但工作原理基本是相同的。涡流检测仪的基本原理：
信号发生器产生交变电流供给检测线圈，线圈产生交变磁场并在工件中感生涡流，涡流受到工件性能的影响并反过来使线圈阻抗发生变化，然后通过信号检出电路取出线圈阻抗的变化，其中包括信号放大、信号处理消除干扰，最后显示检测结果。
1．振荡器
振荡器的作用是产生一个交变电流(通常是正弦电流)。频率一般在1KH至几MHz，固定频率或连续可调。对于某些特殊应用，也可产生更低或更高的频率，甚至使用脉冲电流激励探头线圈。
(在确定检测频率时，要考虑材质、试样尺寸等因素。)
2．电桥
电桥的作用是利用电桥的平衡检测功能检测探头阻抗的微小变化(因为探头经过缺陷，有时阻抗的变化还小于1%)，从而给放大器提供变化的信息信号。
3．放大器
放大器用于放大微弱的输入信号，提高检测灵敏度。一个较好
的涡流检测仪，放大器增益可达80分贝左右。
4．移相器
将某一个给定的电压矢量旋转一个固定的相角的装置称为移相器，为了选择任意相角，移相器最好能进行360°移相而且保持输出辐度不变。移相器的作用主要是提供参考相位。
5．相敏检波器
相敏检测器的作用主要是选择控制信号的相位和干扰信号相差90°进行检波，在输出信号中消除干扰信号而保留有用信号(因为干扰信号和有用信号之间存在相位差)。
(一般采用场效应管作为开关元件。)
6．滤波器
滤波器的作用是选择合适的通过频率来滤掉干扰信号。如探头和工件之间间隙变化、工件因加工工艺(轧、热处理、校直等)而引起的材质变化都会产生一个低频调幅波，而缺陷一般产生的是时间短的高频调制波。
7．幅度鉴别器
幅度鉴别器的作用是建立一个鉴别电平，这样，在此电平以下的噪声信号均可滤掉，提高信噪比，有利于缺陷信号的观察和分析，提高检测结果判断的准确性。
(因为经过相位分析和频率分析以后除了有用信号外，还伴有被测信号同一数量级的杂波干扰信号，这些杂波的存在会给缺陷信号的观察带来不便。)
8．显示器
显示器的作用是将处理后的缺陷信号通过电表、显示屏等显示出来，给工作者提供判断缺陷的依据。
9．记录装置
记录装置的作用是将缺陷信号的显示存储或打印记录下来。(如果是自动化流水线的探伤，至少需要二通道以上的记录仪，才能保证记录的完整性。)
第五章涡流检测 涡流是当金属导体处在变化着的磁场中或在磁场中运动时，由于电磁感应作用而在金属导体内产生的旋涡状流动电流。 (我们在实践中会遇到一些涡流现象，如金属存在电阻，当电流流过金属导体内时会产生焦耳热。工业上利用这种热效应制动了高频感应电炉来冶炼金属。这种电炉的炉壁上绕有线圈，当线圈接通高频大功率电源时，炉体内随之产生很强的高频交变磁场。在炉体放置一定数量的金属，金属中便产生强大的涡流致使金属被加热至熔化。) 涡流检测具有以下特点： ①由于检测是以电磁感应为基础的，探头线圈不需接触工件，因此检测速度快。（对管、棒材。每分钟可检测几十米，线材可检测几百米实）易于实现自动化检测。 ②对工件表面和近表面的缺陷，有较高的检测灵敏度。 ③能在高温状态下，对管、棒、线材和坏料等进行检测。 ④涡流检测技术是一种多用途的检测技术，除探伤外，还能测量工件、涂层的厚度、间隙以及工件的机械和冶金性能等。 ⑤能提供缺陷的信息。 ⑥实验结果可与检测过程同时得到，记录可长时期保存。 由于感生涡流渗入工件的深度与频率的平方根成反比（感生涡流具有趋肤效应）。这个深度不大，因此，涡流检测目前只能检测表面及近表面的缺陷。另外，因为影响涡流检测的因素如导电率、磁导率、缺陷、工件形状和尺寸以及探头线圈与工件之间的距离等，要取
得所希望得到的检测参数，需要较复杂的信息处理技术。还有涡流检测对复杂表面的检测效率低。 第一节 涡流检测的物理基础 一、材料的导电性 (一)材料的导电率 根据欧姆定律，沿一段导体流动的电流强度与其两端的电位差成正比。即： R U I = 根据一定材料的导体，它的电阻与导体长度(L)成正比，与导体的截面积(S)成反比。即： S L R ρ= 我们称ρ为导体的电导率单位为：(Ω·mm 2/m)或(μ·Ω·cm) (二)影响电导率的因素 1．杂质含量 如果在导体中掺入杂质，杂质会影响原子的排列，引起电阻率的增加。 2．温度 随着导体的温度升高，导体内的原子热振动加剧，自由电子的碰撞机会增加，电阻率随之增加。 3．冷热加工 材料的冷热加工，可能产生内应力而使原子排列结构变形。这
1．什么叫无损检测？ 无损检测也称非破坏性试验( Non-Destructive Testing，NDT) ：指在材料、工件、设备及结构物不被破坏的前提下，利用它们的物理特性因缺陷的存在而发生变化的事实，测定其变化量，从而检出其内部是否存在缺陷，和缺陷的形状、位置、大小和严重程度和发展趋向，这一检测判断的整个过程称为无损检测。 2．什么叫涡流（Eddy-current）？ 当金属导体处在变化着的磁场中或在磁场中运动时，由于电磁感应 作用而在金属导体内产生的旋涡状流动电流。 3．什么叫阻抗（R resistance）—一能量损耗（Energy lost）？ 电流通过导体材料过程中，电荷在导体中移动将克服一定的阻力，即电阻（R）。导体材料的电阻使部分电能转化为热，损耗一定的能量。激励电流在线圈中流动，或感应电流在被测导体（工件）中流动都要损耗能量，不同试件因导电率、磁导率等影响因素各异，能量损耗的大小也不一样。 4．什么叫电抗（X reactance）—一能量存储（Energy stored）？ 当电流通过导体时，导体周围形成磁场，部分电能转化为磁场中的磁能，在一定条件下磁场的磁能可转变成感应电流。涡流检测中，除了自感现象以外，两个相邻的线圈间还有互感现象存在。无论自感电流，抑或互感电流所形成的磁场， 总要阻碍原电流增强或减弱，这就是感抗的作用。同理，电容 器对电压变化的阻碍作用称为容抗，感抗和容抗统称为电抗。 一般地说，磁性材料增强检测线圈的电抗，非磁性材料削弱检 测线圈的电抗。 5．涡流检测技术的特点是什么？ 涡流检测是一种应用较广泛的无损检测技术，是五大常规无损检测方法之一，该检测法具有如下技术特点： ①检测速度快，易于实现自动化。由于涡流检测的基本原理是电磁感应，涡流检测只适用于能产生涡流的导电材料。涡流检测线圈激励后所形成的电磁场实质是一种电磁波，具有波动性和粒子性，所以检测时传感器不需要接触工件，也不必在线圈与试件之间填充耦合
涡流现象及其应用检测试题(含答案和解释) 1.7 涡流现象及其应用每课一练（粤教版选修3-2） 1．(双选)下列哪些仪器是利用涡流工作的( ) A．电磁炉 B．微波炉 C．金属探测器 D．电饭煲答案AC 2．(双选)变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成的，而不是采用一整块硅钢，这是为了( ) A．增大涡流，提高变压器的效率 B．减小涡流，提高变压器的效率 C．增大铁芯中的电阻，以产生更多的热量 D．增大铁芯中的电阻，以减小发热量答案BD 解析不使用整块硅钢而是采用很薄的硅钢片，这样做的目的是增大铁芯中的电阻，来减少电能转化成铁芯的内能，提高效率，是防止涡流而采取的措施． 3．下列关于涡流的说法中正确的是( ) A．涡流跟平时常见的感应电流一样，都是因为穿过导体的磁通量变化而产生的 B．涡流不是感应电流，而是一种有别于感应电流的特殊电流 C．涡流有热效应，但没有磁效应 D．在硅钢中不能产生涡流答案 A 解析涡流就是一种感应电流，同样是由于磁通量的变化产生的． 4．如图8所示，金属球(铜球)下端有通电的线圈，今把小球拉离平衡位置后释放，此后关于小球的运动情况是(不计空气阻力)( ) 图8 A．做等幅振动 B．做阻尼振动 C．振幅不断增大D．无法判定答案 B 解析金属球在通电线圈产生的磁场中运动，金属球中产生涡流，故金属球要受到安培力作用，阻碍它的相对运动，做阻尼振动． 5．(双选)如图9所示是电表中的指针和电磁阻尼器，下列说法中正确的是( ) 图9 A．2是磁铁，在1中产生涡流 B．1是磁铁，在2中产生涡流 C．该装置的作用是使指针能够转动 D．该装置的作用是使指针能很快地稳定答案AD 解析这是涡流的典 型应用之一．当指针摆动时，1随之转动，2是磁铁，那么在1中产生涡流，2对1的安培力将阻碍1的转动．总之不管1向哪个方向转动，2对1的效果总起到阻尼作用．所以它能使指针很快地稳定下来． 6．如图10所示，矩形线圈放置在水平薄木板上，有两块相同的蹄形磁铁，四个磁极之间的距离相等，当两块磁铁匀速向右通过线圈时，线圈仍静止不动，那么线圈受到木板的摩擦力方向是( ) 图10 A．先向左，后向右 B．先向左，后向右，再向左 C．一直向右 D．一直向左答案 D 解析根据楞次定律的“阻碍变化”知“来拒去
目前无损检测在新领域中的应用 利用电磁感应原理，通过检测被检测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，或发现缺陷的无损检测方法称为无损检测。在工业生产中，涡流检测是控制各种金属材料及少数非金属（如石墨、碳纤维复合材料等）及其产品品质的主要手段之一。与其他无损检测方法比较，涡流检测更容易实现自动化，特别是对管，棒和线材等型材有着很高的检测效果。下面介绍无损检测在一些新领域的应用： 厚度测量 厚度测量的应用主要有两个方面: 金属基体上膜层厚度的测量和金属薄板厚度的测量。非磁性金属上绝缘层厚度的测量, 是涡流测厚的一个重要应用领域。由于非磁性金属均为导电率较高的有色金属, 所以, 测量其表面绝缘层厚度实质上是测量探头线圈到基体金属的距离。为了抑制基体金属电导率变化对测量结果的影响, 一般都选用较高的检测频率, 此时, 基体电导率对电感分量的影响可以忽略, 而对电阻分量的影响仍较为显著。又由于电感分量主要受距离变化的影响。电阻分量主要受电导率变化的影响, 因此, 只要从电路上将探头阻抗变化信号的电感量取出, 再进行调零和校正, 就可测量出绝缘层厚度的变化。 当磁性金属表面覆盖有非磁性金属或绝缘层( 如钢件上的镀铬层或油漆层) 时, 同样可以利用电磁感应方法来测量其厚度。当线圈中通过激励电流时, 检测线圈和磁性基体之间建立了磁通路, 由于线圈和磁性基体之间间隙的变化( 即非磁性膜层厚度的影响) , 会改变磁路的磁阴, 并引起磁路中磁通量的变化, 因此, 只要通过检测线圈上感应电压的测量, 得出感应电压与间隙( 即膜厚) 的定量关系曲线, 再将其标记在指示仪表的表盘上, 以后便可直接从指示仪表上读出膜层的厚度。涡流法测量金属薄板厚度时, 检测线圈既可以采用反射法也可以采用透射法。反射法是探头的发射与接收线圈在被测体的同一侧, 所接收的信号是阻抗幅度变化信号, 材料厚度的变化对接收线圈阻抗变化呈非线性关系。因此, 要求在测量仪器内部实现非线性校正, 所以, 会产生较大的测量误差。透射法是根据探头线所产生的涡流场分布情况, 即在不同深度下涡流相位滞后程度随深度增加而增大, 根据接收信号与激励信号之间的相位差直接得到被测材料厚度值, 无需进行非线性校正。 涡流探伤
18：涡流涂层测厚技术的基本原理和标准 一、涡流涂层测厚技术的基本原理 现代工程材料开发与应用实践表明，铝、铜、锌等各种有色金属材料及其合金材料在航空、建材、冶金、轻工、机械、仪表、化工等行业的广泛应用，往往都需借助氧化膜、油漆、喷塑、橡胶等表面覆盖层的防腐保护，延长其使用寿命。应用电涡流技术开发的涡流涂镀层测厚仪，则是无损测量上列非磁性金属基体上非导电覆盖层厚度的有效手段。 涡流涂层测厚仪的基本工作原理是：当测头与被测试样接触时，测头装置所产生的高频电磁场，使置于测头下面的金属导体产生涡流，其振幅和相位是导体与测头之间非导电覆盖层厚度的函数，即该涡流产生的交变电磁场会改变测头参数，而测头参数变量的大小则取决于涂镀层的厚度。通过测量测头参数变量的大小，并将这一电信号转换处理，即可得到被测涂镀层的厚度值。 二、涡流涂层测厚方法标准概况 在国家标准GB/T4957-85《非磁性金属基体上非导电覆盖层厚度测量涡流方法》(等效采用国际标准ISO 2360-1982)中，对涡流测厚仪的标准、操作程序和影响测量精度的因素及其注意事项作了详细地阐述。其中有关影响测量精度因素的条款，应视作涡流涂镀层测厚仪开发应用必须遵循的指导性文件，这些影响测量精度的主要因素包括： 1、覆盖层厚度大于25μm时，其误差与覆盖层厚度近似成正比。 2、基体金属的电导率对测量有影响，它与基体金属材料成分及热处理方法有关。 3、任何一种测厚仪都要求基体金属有一个临界厚度，只有大于这个厚度，测量才不会受基体金属厚度的影响。 4、涡流测厚仪对试样测定存在边缘效应，即对靠近试样边缘或内转角处的测量是不可靠的。 5、试样的曲率对测量有影响，这种影响将随着曲率半径的减小明显地增大。 6、基体金属和覆盖层的表面粗糙度影响测量精度，粗糙程度增加，影响增大。 7、涡流测厚仪对妨碍测头与覆盖层表面紧密接触的附着物质敏感，因此测量前应清除测头和覆盖层表面的污物，测量时应使测头与测试表面保持恒压垂直接触。 以上各项要点，既严格规范了顾客实施测厚全过程的工作质量，又为生产厂商提供了仪器开发必须遵循的设计依据，因而有力地促进了涡流测厚技术的总体发展。
涡流原理及主要配件上海佳创精工机械有限公司
一、概述 1.1 涡流检测的原理 涡流检测就是运用电磁感应原理，将激励信号加到探头线圈，当探头接近金属表面时，线圈周围的交变磁场在金属表面产生感应电流。对于平板金属，感应电流的流向是以线圈同心的圆形，形似漩涡，成为涡流。涡流的大小、相位及流动形式受到试件导电性能的影响。涡流也会产生一个磁场，这个磁场反过来又会使检测线圈的阻抗发生变化。 因此当导体表面或近表面出现缺陷或测量的金属材料发生变化时，将影响到涡流的强度和分布，涡流的变化又引起了检测线圈电压和阻抗的变化，根据这一变化，就可以间接地知道导体内缺陷的存在及金属材料的性能是否有变化。 1.2 涡流检测技术的特点 涡流检测时一种应用较为广泛的无损检测技术，它具有如下技术特点： ●检测速度快，且易于实现自动化。 ●表面、亚表面缺陷检出灵敏度高。 ●能在高温状态下进行检测。 ●抑制多种干扰因素。 涡流检测的对象必须是导电材料，且不适用于检测金属材料深层的内部缺陷，这是涡流检测在应用上的局限所在。其次，涡流检测至今仍处于当量比较阶段，对缺陷作出准确的定性定量判断技术尚待开发研究。 1.3 涡流的探伤及材质分选 涡流法可以用来测量非金属表面层的电导率，也可以用来检验与电导率数值有对应关系的性能，如化学成分和组织状态等。因此，涡流检测可以成功地用于按牌号分选合金，检验材料热处理质量及机械性能等。 涡流探伤不仅对于导电材料表面上或近表面的裂纹、孔洞以及其它类型的缺陷，涡流实验具有良好的检测灵敏度并能提供缺陷深度的信息，还可以发现于薄的油漆层或涂层下的这些缺陷。 涡流检测仪的操作请参考《多频多通道智能数字涡流检测仪操作使用说明书》。
目录 涡流检测技术及进展 (2) 涡流检测自然裂纹与信号处理 (5) 压力容器列管涡流检测技术的研究 (9) 金属锈蚀的涡流检测 (11)
涡流检测技术及进展 1 引言 涡流检测是建立在电磁感应原理基础上的无损检测方法。如图1，已知法拉第电磁感应定律，在检测线圈上接通交流电，产生垂直于工件的交变磁场。检测线圈靠近被检工件时，该工件表面感应出涡流同时产生与原磁场方向相反的磁场，部分抵消原磁场，导致检测线圈电阻和电感变化。若金属工件存在缺陷，将改变涡流场的强度及分布，使线圈阻抗发生变化，检测该变化可判断有无缺陷。 随着微电子学和计算机技术的发展及各种信号处理技术的采用，涡流检测换能器、涡流检测信号处理技术及涡流检测仪器等方面出现长足发展。 2 涡流检测的信号处理技术 提高检测信号的信噪比和抗干扰能力，实现信号的识别、分析和诊断，以得出最佳的信号特征和检测结果。 2.1 信号特征量提取 常用的特征量提取方法有傅里叶描述法、主分量分析法和小波变换法。 傅里叶描述法是提取特征值的常用方法。其优点是，不受探头速度影响，且可由该描述法重构阻抗图，采样点数目越多，重构曲线更逼近原曲线。但该方法只对曲线形状敏感，对涡流检测仪的零点和增益不敏感，且不随曲线旋转、平移、尺寸变换及起始点选择变化而变化。 用测试信号自相关矩阵的本征值和本征矢量来描绘信号特征的方法称为主分量分析法，该方法对于相似缺陷的分辨力较强。
小波变换是一种先进的信号时频分析方法。将小波变换中多分辨分析应用到涡流检测信号分析中，对不同小波系数处理后，再重构。这种经小波变换处理后的信号，其信噪比会得到很大的提高。 2.2 信号分析 (1) 人工神经网络 人工神经网络的输入矢量是信号的特征参量，对信号特征参量的正确选择与提取是采用神经网络智能判别成功的关键。组合神经网络模型，采用分级判别法使网络输入变量维数由N2 降到N，网络结构大为简化，训练速度很快，具有较高的缺陷识别率和实用价值。 神经网络可实现缺陷分类，具有识别准确度高的优点，对不完全、不够清晰的数据同样有效。 (2) 信息融合技术 信息融合是对来自不同信息源检测、关联、相关、估计和综合等多级处理，得到被测对象的统一最佳估计。 涡流C 扫描图像的融合，将图像分解为多子带图像，并在转换区内采用融合算法实现图像融合。Ka Bartels等采用信噪比最优方法合并涡流信号，并用空间频率补偿方法使合并前高频信号变得模糊而低频信号变得清晰。Z Liu等利用最大值准则选择不同信号的离散小波变换系数，选取待融合系数的最大绝对值作为合并转换系数。因此融合信号可基于这些系数，利用逆小波变换来重构。小波变换可按不同比例有效提取显著特征。在融合信号过程中，所有信号的有用特征都被保存下来，因此内部和表面缺陷信息得到增强。 2.3 涡流逆问题求解 换能器检测到的信号隐含缺陷位置、形状、大小及媒质性质等信息，由已知信号反推媒质参数(电导率)或形状(缺陷)，属于电磁场理论中的逆问题。 为求解涡流逆问题，先要建立缺陷识别的数学模型，有形状规则的人工缺陷、边界复杂的自然缺陷、单缺陷和多缺陷等模型；在媒质类型方面，有复合材料和被测件表面磁导率变化等模型。 随着计算机技术发展，缺陷模型各种数值解法也获得进展。出现有限元法、矩量法和边界元法等。 3 涡流检测设备 美国的EM3300 和MIZ-20 为采用阻抗平面显示技术典型产品，而TM-128 型涡流仪是我国首台配有微机带有阻抗平面显示的涡流探伤仪。MFE-1三频涡流仪是我国研制的首台多频涡流检测设备。随后，国内研制成功多种类型的多频涡流检测仪，如EEC-35、EEC-36、EEC-38、EEC-39 和ET-355、ET-555、ET-556 等。 目前，我国在有限元数值仿真、远场涡流探头性能指标分析及检测系统的研制等方面取得研究成果，推出商品化远场涡流检测仪器，其中ET-556H和 EEC-39RFT 已用于化工炼油设备的钢质热交换管和电厂高压加热器钢管的在 役探伤。 今后涡流检测技术研发包括：完善换能器设计理论，研制性能更好的涡流检测换能器；研究缺陷大小形状位置深度的涡流定位技术和三维成像技术；研究并
涡流探伤原理
涡流无损检测原理 最佳答案 涡流检测是建立在电磁感应原理基础之上的一种无损检测方法，它适用于导电材料。当把一块导体置于交变磁场之中，在导体中就有感应电流存在，即产生涡流。由于导体自身各种因素（如电导率、磁导率、形状，尺寸和缺陷等）的变化，会导致涡流的变化，利用这种现象判定导体性质，状态的检测方法，叫涡流检测。 至于区别，每一种检测方法都有它的局限性，要根据被检工件来选择检测方法，涡流检测适用于导电材料的金属表面缺陷检测，一般都用来检测小管子的，出场的时候都要检测的。 涡流检测的特点（Eddy-current testing) ET是以电磁感应原理为基础的一种常规无损检测方法，使用于导电材料。 一、优点 1、检测时，线圈不需要接触工件，也无需耦合介质，所以检测速度快。 2、对工件表面或近表面的缺陷，有很高的检出灵敏度，且在一定的范围内具有良好的线性指示，可用作质量管理与控制。 3、可在高温状态、工件的狭窄区域、深孔壁（包括管壁）进行检测。 4、能测量金属覆盖层或非金属涂层的厚度。 5、可检验能感生涡流的非金属材料，如石墨等。
6、检测信号为电信号，可进行数字化处理，便于存储、再现及进行数据比较和处理。 二、缺点 1、对象必须是导电材料，只适用于检测金属表面缺陷。 2、检测深度与检测灵敏度是相互矛盾的，对一种材料进行ET时，须根据材质、表面状态、检验标准作综合考虑，然后在确定检测方案与技术参数。 3、采用穿过式线圈进行ET时，对缺陷所处圆周上的具体位置无法判定。 4、旋转探头式ET可定位，但检测速度慢。 涡流检测是运用电磁感应原理，将载有正弦波电流激励线圈，接近金属表面时，线圈周围的交变磁场在金属表面感应电流（此电流称为涡流）。也产生一个与原磁场方向相反的相同频率的磁场。又反射到探头线圈，导致检测线圈阻抗的电阻和电感的变化，改变了线圈的电流大小及相位。因此，探头在金属表面移动，遇到缺陷或材质、尺寸等变化时，使得涡流磁场对线圈的反作用不同，引起线圈阻抗变化，通过涡流检测仪器测量出这种变化量就能鉴别金属表面有无缺陷或其它物理性质变化。涡流检测实质上就是检测线圈阻抗发生变化并加以处理，从而对试件的物理性能作出评价。
第1页，共50页 1.对下述工件可采用涡流检测的是(d) a)铝合金锻件的热处理质量 b)碳钢的材料分选 c)导电材料的表面缺陷 d)以上都可以 2.在下面几个检测对象中指出能用涡流检测的对象（e） a.铝铸件表面裂纹 b.钢表面淬火硬度不均匀度 c.铸钢中心部位孔穴 d.钢焊缝的母材与熔敷金属界面 e.除c以外都可以 3.在下面几个检测对象中指出能用涡流检测的对象（d） a.金属表面涂层厚度的测定 b.钢的剩磁磁通密度的测定 c.碳钢钢种的鉴别 d.除b以外都可以 4.在下面几个检测对象中指出能用涡流检测的对象（e） a.有机玻璃管 b.铝管 c.石墨管 d.奥氏体钢管 e.除a以外都可以 5.涡流试验的原理是（Ｂ）:A．磁致伸缩；B．电磁感应；C．压电能量转换；D．磁通势 6.涡流检测技术可以用来测量（Ｄ）:A．涂层厚度；B．镀层厚度；C．薄板厚度；D．以上都是 7.涡流检测法最常用于(e):a)结构陶瓷材料 b)黑色金属材料 c)有色金属材料 d)石墨材料 e)B和C 8.涡流检测的原理是(c):a)磁致伸缩 b)压电能量转换 c)电磁感应 d)电致伸缩 9.涡流检测的原理是(c):a)磁致伸缩 b)压电效应 c)电磁感应 d)磁畴转动 10.从原理上讲,下列材料中不能采用涡流检测的是(a):a)玻璃钢 b)工具钢 c)不锈钢 d)轴承钢 11.下面哪种频率产生的涡流渗透深度最大?(c):a)1MHz b)100Hz c)10KHz d)10MHz 12.用来描述试样与探头线圈之间距离变化引起电磁耦合变化所产生的影响的术语是（Ｄ） A．填充系数；B．边缘效应；C．端头效应；D．提离效应 13.用来描述在非常高的频率下涡流仅限于导体极薄外层流动的现象的术语是（Ａ） A．趋肤效应；B．高频滤波；C．低频滤波；D．以上任一个 14.IACS是下面哪一条的公认缩写？（Ｄ） A．感应交流电系统；B．感应激发比较系统；C．内加电流系统；D．国际退火铜单位制 15.表示阻抗的常用符号是：（Ａ）:A．Z；B．XL；C．R；D．Xc 16.表示电导率的常用符号是：（Ｂ）:A．μ；B．ρ；C．X1；D．R 17.表示磁导率的常用符号是：（Ａ）:A．μ；B．X1；C．ρ；D．R 18.材料中的磁感应强度常用什么表示？（Ｃ）:A．符号μ；B．符号φ；C．字母B；D．字母H 19.涡流试验线圈的磁化力通常用什么表示？（Ｄ）:A．符号μ；B．符号φ；C．字母B；D．字母H 20.将一个磁性材料放于加有磁化力（H）的区域中时，材料中的磁感应强度（B）是以哪种方式产生的？（Ａ）A．感应；B．传导；C．热传输；D．磁畴移动 21.界限频率fg是指试样内电磁场函数的自变量等于多大时的频率？（Ｂ）:A．6.25；B．1；C．0.37；D．0 22.特征频率fg是指试件内电磁场函数的自变量等于多大时的频率?(c)：a)0 b)1/e c)1 d)2 1/2 23.具有任何电导率和磁导率的矩形、圆柱形和球形等对称形材料的阻抗图已通过数学计算推导出来并通过实验得到验证。为了在相同的条件下对几何形状相似的所有试样进行试验，仅需要选择一个试验频率，使每一个试样的频率比f/fg均位于阻抗图的同圆点上。这个原理基于（Ｃ）:A．欧姆定律；B．基尔霍夫定律；C．相似性定律；D．以上都不是 24.线圈感抗的度量单位是（Ｂ）:A．欧姆；B．姆欧；C．亨利；D．高斯 25.材料周围的磁场强度H增大然后降低到零时，零件内磁感应强度B却不恢复到零。用来
涡流检测技术概述 涡流技术由于具有的很多优点而被广泛应用。首先，它是非接触检测，而且能穿透非导体的覆盖层，这就使得在检测时不需要做特殊的表面处理，因此缩短了检测周期，降低了成本。同时，涡流检测的灵敏度非常高。涡流检测按激励方式和检测原理的不同可以分为单频涡流、多频涡流、脉冲涡流、远场涡流等，下面对这些技术的发展简要的加以介绍。 传统的涡流采用单频激励的方式，主要来对表面及近表面的缺陷进行检测，根据被测材料及缺陷深度的不同，激励频率的范围从几赫兹到几兆赫兹不等，为 了得到良好的检测信号，激励线圈必须在缺陷的附近感应出最大的涡流，感应电 流的大小和激励频率、电导率、磁导率、激励线圈的尺寸和形状以及激励电流的 大小有关,通过测量阻抗或电压的变化来实现对缺陷的检测。然而，由于其它参数也很敏感，这就影响了对缺陷的检测。 为了克服单频涡流的缺点，1970 年美国人 Libby 提出了多频涡流的技术（Multi-frequency Eddy Current, MFEC），多频涡流是同时用几个频率信号激励探头，较单频激励法可获取更多的信号，这样就可以抑制实际检测中的许多干扰因素，如热交换管管道中的支撑板、管板、凹痕、沉积物、表面锈斑和管子冷加工产生的干扰噪声，汽轮机大轴中心孔、叶片表面腐蚀坑、氧化层等引起的电磁噪声，以及探头晃动提离噪声等。理论与实践表明，被测工件的缺陷和上述干扰因素对不同频率的激励信号各有不同的反应，可反应出不同的涡流阻抗平面。利用这一原理，用两个（或多个）不同频率的正弦波同时激励探头，然后由两个（或多个）通道分别进行检波、放大和旋转等处理，此后，通过多个混合单元的综合运算，就可以有效的去除信号干扰，准确的获取缺陷信号。但是，多频涡流只能提供有限的检测数据，很难以可视化的方式实现对缺陷的成像检测。 70 年代中后期，脉冲涡流技术（Pulsed Eddy Current, PEC）在世界范围内得到广泛的研究，PEC最早由密苏里大学的Waidelich在20世纪50年代初进行研究，脉冲涡流的激励电流为一个脉冲，通常为具有一定占空比的方波，施加在探头上的激励方波会感应出脉冲涡流在被测试件中传播，根据电磁感应原理，此脉冲涡流又会感应出一个快速衰减的磁场，随着感生磁场的衰减，检测线圈上
涡流检测基本原理 发布者：：IDEA 发布时间：：2009-10-23 10:50浏览次数：：76 涡流检测是许多NDT（无损检测）方法之一，它应用―电磁学‖基本理论作为导体检测的基础。涡流的产生源于一种叫做电磁感应的现象。当将交流电施加到导体，例如铜导线上时，磁场将在导体内和环绕导体的空间内产生磁场。涡流就是感应产生的电流，它在一个环路中流动。之所以叫做―涡流‖，是因为它与液体或气体环绕障碍物在环路中流动的形式是一样的。如果将一个导体放入该变化的磁场中，涡流将在那个导体中产生，而涡流也会产生自己的磁场，该磁场随着交流电流上升而扩张，随着交流电流减小而消隐。因此当导体表面或近表面出现缺陷或测量金属材料的一些性质发生变化时，将影响到涡流的强度和分布，从而我们就可以通过一起来检测涡流的变化情况，进而可以间接的知道道题内部缺陷的存在及金属性能是否发生了变化。 涡流作为一种NDT工具的一大优点是它能够做多种多样的检查和测量。在适当的环境下，涡流可以用于： 1、裂缝、缺陷检查 2、材料厚度测量 3、涂层厚度测量 4、材料的传导性测量 涡流检测的优越性主要包括： 1、对小裂纹和其它缺陷的敏感性 2、检测表面和近表面缺陷速度快，灵敏度高 3、检验结果是即时性的
4、设备接口性好 5、仅需要作很少的准备工作 6、测试探头不需要接触被测物 7、可检查形状尺寸复杂的导体 无损检测－声脉冲 发布者：：IDEA 发布时间：：2009-11-20 09:48浏览次数：：19 1．什么叫声脉冲？ 由一串声波所形成的脉冲。 2．简述声脉冲检测的原理。 当一串声波沿管子传播时，如果遇到管子存在开口、孔洞、鼓胀、凹陷、裂缝、内部腐蚀和沉积 等，就会有反射波返回发射端，由于声波的传播速度是固定的，通过计算机系统的处理，便可以准确地 得到管子发生异常的具体位置。 3．简述声脉冲检测的应用范围。 声脉冲快速检漏仪适用于有色金属、黑色金属和非金属管道的快速检漏。如电站高、低加，冷凝器 管，锅炉四管；化工厂的热交换管；酒楼大厦中央空调器管的在役检漏等，4．声脉冲检测的特性是什么？ ①在役管道高速检漏，可达每小时500～1000根管子； ②管子材质不限，铁磁非铁磁性或非金属管均宜； ③直管、弯管、缠绕管均宜； ④可快速发现存在于管子上的穿透性缺陷等； ⑤实时记录检测波形，便于下次检测时回放比较。 5．声脉冲检测仪器的技术特性有哪些？ □增益范围0 ~ 48dB , 步长0.5 dB □观察长度（2~50M）及管径（10 ~ 100MM）
涡流检测通用工艺规程 1 总则 1.1 适用范围 本通用工艺规定了承压设备涡流检测方法及质量分级要求，适用于承压设备用导电性金属材料和焊接接头表面及近表面缺陷检测。 1.2 引用标准、规程、法规 GB/T 5126 铝及铝合金冷拉薄壁管材涡流探伤方法 GB/T 5248 铜及铜合金无缝管涡流探伤方法 GB/T 7735 钢管涡流探伤检验方法 GB/T 12604.6 无损检测术语涡流检测 GB/T 14480 涡流探伤系统性能测试方法 JB/T4730.1 承压设备无损检测第1部分：通用要求 2 一般要求 2.1 检测系统 2.1.1 涡流检测系统一般包括涡流检测仪、检测线圈及辅助装置（如磁饱和装置、机械传动装置、记录装置、退磁装置等）。 2.1.2 涡流检测系统应能以适当频率的交变信号激励检测线圈，并能够感应和处理检测线圈对被检测对象电磁特性变化所产生的响应。 2.1.3 涡流检测系统性能应满足本部分及相关标准要求，有关仪器性能的测试项目与测试方法参照GB/T 14480等的有关要求进行。 2.1. 3.1 检测能力应满足产品验收标准或技术合同确定的要求。 2.1. 3.2 对管材相同尺寸人工缺陷响应的周向灵敏度差应不大于3dB。 2.1. 3.3 端部检测盲区应满足产品验收标准或技术合同的有关要求。 2.1. 3.4 检测系统的缺陷分辨力一般应优于30mm，如果产品验收标准或技术合同另有明确要求，按产品验收标准或技术合同规定执行。 2.1. 3.5 检测仪器应具有可显示检测信号幅度和相位的功能，仪器的激励频率调节和增益范围应满足检测要求。 2.1.4 检测线圈的形式和有关参数应与所使用的检测仪器、检测对象和检测要求相适应。 2.1.5 磁化装置应能连续对检测线圈通过的被检件或其局部进行饱和磁化处理。若被检件不允许存在剩磁，磁化装置还应配备退磁装置，该装置应能有效去除被检件的剩磁。 2.1.6 机械传动装置应能保证被检件与检测线圈之间以规定的方式平稳地作相对运动，且不应造成被检件表面损伤，不应有影响检验信号的振动。 2.1.7 记录装置应能及时、准确记录检测仪器的输出信号。 2.1.8 在下列情况下，应使用对比试样对涡流检测设备的灵敏度进行检查和复验： a）每次检测开始前和结束后；
涡流检测 1 总则 1.1 适用范围 本通用工艺规定了承压设备涡流检测方法及质量分级要求，适用于承压设备用导电性金属材料和焊接接头表面及近表面缺陷检测。 1.2 引用标准、规程、法规 GB/T 5126 铝及铝合金冷拉薄壁管材涡流探伤方法 GB/T 5248 铜及铜合金无缝管涡流探伤方法 GB/T 7735 钢管涡流探伤检验方法 GB/T 12604.6 无损检测术语涡流检测 GB/T 14480 涡流探伤系统性能测试方法 JB/T4730.1 承压设备无损检测第1部分：通用要求 2 一般要求 2.1 检测系统 2.1.1 涡流检测系统一般包括涡流检测仪、检测线圈及辅助装置（如磁饱和装置、机械传动装置、记录装置、退磁装置等）。 2.1.2 涡流检测系统应能以适当频率的交变信号激励检测线圈，并能够感应和处理检测线圈对被检测对象电磁特性变化所产生的响应。 2.1.3 涡流检测系统性能应满足本部分及相关标准要求，有关仪器性能的测试项目与测试方法参照GB/T 14480等的有关要求进行。 2.1. 3.1 检测能力应满足产品验收标准或技术合同确定的要求。 2.1. 3.2 对管材相同尺寸人工缺陷响应的周向灵敏度差应不大于3dB。 2.1. 3.3 端部检测盲区应满足产品验收标准或技术合同的有关要求。 2.1. 3.4 检测系统的缺陷分辨力一般应优于30mm，如果产品验收标准或技术合同另有明确要求，按产品验收标准或技术合同规定执行。 2.1. 3.5 检测仪器应具有可显示检测信号幅度和相位的功能，仪器的激励频率调节和增益范围应满足检测要求。 2.1.4 检测线圈的形式和有关参数应与所使用的检测仪器、检测对象和检测要求相适应。 2.1.5 磁化装置应能连续对检测线圈通过的被检件或其局部进行饱和磁化处理。若被检件不允许存在剩磁，磁化装置还应配备退磁装置，该装置应能有效去除被检件的剩磁。 2.1.6 机械传动装置应能保证被检件与检测线圈之间以规定的方式平稳地作相对运动，且不应造成被检件表面损伤，不应有影响检验信号的振动。 2.1.7 记录装置应能及时、准确记录检测仪器的输出信号。 2.1.8 在下列情况下，应使用对比试样对涡流检测设备的灵敏度进行检查和复验： a）每次检测开始前和结束后；
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
涡流检测新技术及其应用 孙章鹏 （机械电子工程081班，200800384106） 1 涡流检测技术概述 涡流探伤技术是常规无损探伤技术之一，现多频涡流、脉冲涡流及低频涡流等探伤方法已得到成功应用。一些国家还制定并实施了各种涡流探伤标准。我国从60年代中期开始研究此项技术，70年代中期发展较快，到80年代已能研制成套的涡流探伤仪器设备，并制定了探伤标准。目前，我国涡流探伤技术已应用于冶金、机械、航空、航天、电力、化工、军用及民用各个部门，其作用与应用范围日趋扩大。到本世纪末，包括涡流探伤、超声探伤在内的无损探伤技术的设备市场需求量平均年增长率将达到6.2%，预计亚洲国家最高年增长率可达到7.9%，充分显示出涡流探伤技术应用发展的前景。 2 涡流检测技术的应用领域 涡流检测技术是一项应用广泛、方兴未艾的无损检测技术，具有超声、射线及其他无损探伤技术所不可替代的独特作用。本质上属于物理检测的范畴，是多种技术方法的综合集成，已成为以电磁学为基础，以电子学、机械学、计算机、自动控制乃至化学等学科为手段的交叉学科技术，其高新技术含量不断提高。 （1）工业上的一般应用；按试件的形状和检测目的的不同，可采用不同形式的线圈,通常有穿过式、探头式和插入式线圈3种。穿过式线圈用来检测管材、棒材和线材，它的内径略大于被检物件，使用时使被检物体以一定的速度在线圈内通过，可发现裂纹、夹杂、凹坑等缺陷。探头式线圈适用于对试件进行局部探测。应用时线圈置于金属板、管或其他零件上，可检查飞机起落撑杆内筒上和涡轮发动机叶片上的疲劳裂纹等。插入式线圈也称内部探头，放在管子或零件的孔内用来作内壁检测，可用于检查各种管道内壁的腐蚀程度等。为了提高检测灵敏度，探头式和插入式线圈大多装有磁芯。涡流法主要用于生产线上的金属管、棒、线的快速检测以及大批量零件如轴承钢球、汽门等的探伤（这时除涡流仪器外尚须配备自动装卸和传送的机械装置）、材质分选和硬度测量，也可用来测量镀层和涂膜的厚度。 （2）涡流检测技术也广泛的应用于航空、航天领域中金属构件的检测；用于电站（火电厂、核电站）、石油化工（油田、炼油厂、化工厂）等领域的有色和
涡流无损检测原理 最佳答案 涡流检测是建立在电磁感应原理基础之上的一种无损检测方法，它适用于导电材料。当把一块导体置于交变磁场之中，在导体中就有感应电流存在，即产生涡流。由于导体自身各种因素（如电导率、磁导率、形状，尺寸和缺陷等）的变化，会导致涡流的变化，利用这种现象判定导体性质，状态的检测方法，叫涡流检测。 至于区别，每一种检测方法都有它的局限性，要根据被检工件来选择检测方法，涡流检测适用于导电材料的金属表面缺陷检测，一般都用来检测小管子的，出场的时候都要检测的。 涡流检测的特点（Eddy-current testing) ET是以电磁感应原理为基础的一种常规无损检测方法，使用于导电材料。 一、优点 1、检测时，线圈不需要接触工件，也无需耦合介质，所以检测速度快。 2、对工件表面或近表面的缺陷，有很高的检出灵敏度，且在一定的范围内具有良好的线性指示，可用作质量管理与控制。 3、可在高温状态、工件的狭窄区域、深孔壁（包括管壁）进行检测。 4、能测量金属覆盖层或非金属涂层的厚度。 5、可检验能感生涡流的非金属材料，如石墨等。 6、检测信号为电信号，可进行数字化处理，便于存储、再现及进行数据比较和处理。 二、缺点 1、对象必须是导电材料，只适用于检测金属表面缺陷。 2、检测深度与检测灵敏度是相互矛盾的，对一种材料进行ET时，须根据材质、表面状态、检验标准作综合考虑，然后在确定检测方案与技术参数。 3、采用穿过式线圈进行ET时，对缺陷所处圆周上的具体位置无法判定。 4、旋转探头式ET可定位，但检测速度慢。 涡流检测是运用电磁感应原理，将载有正弦波电流激励线圈，接近金属表面时，线圈周围的交变磁场在金属表面感应电流（此电流称为涡流）。也产生一个与原磁场方向相反的相同频率的磁场。又反射到探头线圈，导致检测线圈阻抗的电阻和电感的变化，改变了线圈的电流大小及相位。因此，探头在金属表面移动，遇到缺陷或材质、尺寸等变化时，使得涡流磁场对线圈的反作用不同，引起线圈阻抗变化，通过涡流检测仪器测量出这种变化量就能鉴别金属表面有无缺陷或其它物理性质变化。涡流检测实质上就是检测线圈阻抗发生变化并加以处理，从而对试件的物理性能作出评价。 1
涡流检测基本原理 发布者：：IDEA 发布时间：：2009-10-23 10:50 浏览次数：：76 涡流检测是许多NDT （无损检测）方法之一，它应用“电磁学” 基本理论作为导体检测的基础。涡流的产生源于一种叫做电磁感应的现象。当将交 流电施加到导体，例如铜导线上时，磁场将在导体内和环绕导体的空间内产生磁 场。涡流就是感应产生的电流，它在一个环路中流动。之所以叫做“涡流”，是因 为它与液体或气体环绕障碍物在环路中流动的形式是一样的。如果将一个导体放入 该变化的磁场中，涡流将在那个导体中产生，而涡流也会产生自己的磁场，该磁场 随着交流电流上升而扩张，随着交流电流减小而消隐。因此当导体表面或近表面出 现缺陷或测量金属材料的一些性质发生变化时，将影响到涡流的强度和分布，从而 我们就可以通过一起来检测涡流的变化情况，进而可以间接的知道道题内部缺陷的 存在及金属性能是否发生了变化。 涡流作为一种NDT 工具的一大优点是它能够做多种多样的检查和测量。在适当的 环境下，涡流可以用于: 涡流检测的优越性主要包括： 1、 对小裂纹和其它缺陷的敏感性 2、检测表面和近表面缺陷速度快，灵敏度高 3、检验结果是即时性的 4、设备接口性好 5、仅需要作很少的准备工作 6、测试探头不需要接触被测物 7、可检查形状尺寸复杂的导体 C6ridudiV4 MAUrel 1、 裂缝、缺陷检查 2、 材料厚度测量 3、 涂层厚度测量 4、 材料的传导性测量 CnI ￡ wjneflls Coils fna^ntltc field E 曲y currtnrs V.
无损检测－声脉冲 19 发布者：：IDEA 发布时间：：2009-11-20 09:48 浏览次数： 1．什么叫声脉冲？ 由一串声波所形成的脉冲。 2．简述声脉冲检测的原理。 当一串声波沿管子传播时，如果遇到管子存在开口、孔洞、鼓胀、凹 陷、裂缝、内部腐蚀和沉积等，就会有反射波返回发射端，由于声波的传播速度是固定的，通过计算机系统的处理，便可以准确地得到管子发生异常的具体位置。 3．简述声脉冲检测的应用范围。 声脉冲快速检漏仪适用于有色金属、黑色金属和非金属管道的快速检漏。 如电站高、低加，冷凝器管，锅炉四管；化工厂的热交换管；酒楼大厦中央空调器管的在役检漏等， 4．声脉冲检测的特性是什么？ ①在役管道高速检漏，可达每小时500?1000根管子; ②管子材质不限，铁磁非铁磁性或非金属管均宜; ③直管、弯管、缠绕管均宜;
电涡流传感器在硬币识别中的应用 电管11-1 吴木木 摘要：在对常见的假硬币特性参数测量和研究的基础上，针对我国硬币直径、厚薄、质量以及材质均不同的现状，提出采用低频透射式电涡流传感器设计硬币识别系统的方案。方案中对电涡流传感器的电路、结构进行了分析，对识别系统进行了设计。基于这种方案设计的硬币识别器性价比高，可应用于预付费无人值守产品中，具有良好的发展前号。 关键词：硬币识别电涡流传感器低频透射性价比 一引言 硬币在日常生活中扮演着重要角色。面对庞大的硬币流通量，硬币的高效检测是一项非常有意义的工作。自动售货机、无人售票公交车、投币电话等需要对硬币进行实时识别。随着假币的出现，硬币真假判别也成为一个亟待解决的问题。现阶段对假币进行有效鉴别的方法主要有图像比对法、称质量法和涡流传感器检测法。图像法处理速度较慢、硬件成本高、不易做到实时性，且对脏污币不能有效检测，称质量法也很少单独使用。采用涡流传感器检测硬币真伪凭着结构简单、成本低、非接触实时测量等优点而得到广泛应用。针对我国硬币大小、厚薄、质量以及材质均不同的现状，基于电涡流传感器原理提出硬币识别系统的软硬件设计方案。 二电涡流传感器的工作原理与设计 2.1电涡流传感器工作原理 前置器中高频振荡电流通过延伸电缆流入探头线圈，在探头头部的线圈中产生交变的磁场。当被测金属体靠近这一磁场，则在此金属表面产生感应电流，与此同时该电涡流场也产生一个方向与头部线圈方向相反的交变磁场，由于其反作用，使头部线圈高频电流的幅度和相位得到改变（线圈的有效阻抗）,这一变化与金属体磁导率、电导率、线圈的几何形状、几 何尺寸、电流频率以及头部线圈到金 属导体表面的距离等参数有关。 通常假定金属导体材质均匀且性 能是线性和各项同性，则线圈和金属 导体系统的物理性质可由金属导体的 电导率б、磁导率ξ、尺寸因子τ、 头部体线圈与金属导体表面的距离D、电流强度I和频率ω参数来描述。则 线圈特征阻抗可用Z=F(τ, ξ, б, D, I, ω)函数来表示。通常我们能做到 控制τ, ξ, б, I, ω这几个参数在一定范围内不变，则线圈的特征阻抗Z 就成为距离D的单值函数，虽然它整 个函数是一非线性的，其函数特征为“S”型曲线，但可以选取它近似为线性的一段。于此，通过前置器电子线 路的处理，将线圈阻抗Z的变化，即 头部体线圈与金属导体的距离D的变 化转化成电压或电流的变化。输出信 号的大小随探头到被测体表面之间的 间距而变化，电涡流传感器就是根据