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涡流检测涡流检测基础知识无损检测课件.一、教学内容二、教学目标1. 理解并掌握涡流检测的基本原理及其在实际工程中的应用。
2. 学会使用涡流检测设备，并能对检测结果进行正确分析。
3. 能够运用所学知识解决涡流检测中的一些实际问题。
三、教学难点与重点教学难点：涡流检测信号的解析。
教学重点：涡流检测的基本原理及其在实际工程中的应用。
四、教具与学具准备1. 教具：涡流检测仪、涡流检测传感器、演示用试件。
2. 学具：笔记本、教材、《涡流检测基础知识》课件。
五、教学过程1. 导入：通过展示一个实际工程中运用涡流检测发现缺陷的案例，引发学生对涡流检测的兴趣。
2. 理论讲解：详细讲解涡流检测的基本原理，让学生理解涡流检测的物理本质。
3. 实践操作：演示涡流检测仪器的使用方法，并指导学生进行实际操作。
4. 例题讲解：通过解析具体涡流检测信号的例子，让学生学会如何分析检测结果。
5. 随堂练习：让学生针对提供的试件进行涡流检测，并对检测结果进行分析。
六、板书设计1. 涡流检测基本原理2. 涡流检测设备与传感器3. 涡流检测信号解析4. 涡流检测在实际工程中的应用七、作业设计1. 作业题目：（1）简述涡流检测的基本原理。
（2）涡流检测设备由哪些部分组成？（3）如何对涡流检测信号进行解析？2. 答案：（1）涡流检测是利用交变磁场在导电试件中产生涡流，通过检测涡流的变化来发现缺陷的一种无损检测方法。
（2）涡流检测设备主要由涡流检测仪、传感器、试件和信号处理系统组成。
（3）对涡流检测信号进行解析时，需关注信号的幅值、相位和频率等参数的变化。
八、课后反思及拓展延伸1. 课后反思：本节课通过实践操作，让学生对涡流检测有了更直观的认识，但部分学生对涡流检测信号解析仍存在困难，今后教学中需加强此方面的讲解。
2. 拓展延伸：鼓励学生查阅相关资料，了解涡流检测在航空、铁路、电力等领域的应用，提高学生的实际应用能力。
重点和难点解析1. 涡流检测信号的解析。
目录一、什么是涡流阵列检测技术？二、涡流检测基础知识三、涡流阵列检测技术工作原理四、涡流阵列检测技术特点五、涡流阵列检测技术的国内外现状一、什么是涡流阵列检测技术？“涡流阵列”，又叫”阵列涡流”，英文名称“Eddy Current Array（简称ECA）”。
JB/T 11780-2014 无损检测仪器涡流阵列检测仪性能和检验阵列涡流检测具有按一定方式排布、且独立工作的多个检测线圈，能够一次性完成大面积扫查及成像的涡流检测技术。
C扫相关显示与缺陷形状像不像？并能形成直观性C扫图二、涡流检测基础知识1. ET工作原理—电磁感应①激励，悬空（电0→磁0 ）空载阻抗 Z=Z0M—互感系数～提离R2—电涡流短路环负载～路径几何尺寸，σ2L2—电涡流短路环自感系数～路径几何尺寸，μ22.影响放置式线圈阻抗的因素a）提离b）边缘效应c）电导率d）磁导率e）工件几何尺寸f）缺陷g）表面状况h）检测频率影响阻抗变化的因素太多，限制了涡流探伤的应用！3.放置式涡流探头的分类4. 绝对式探头和差分式探头的对比绝对式信号来自1个感应线圈；每个缺陷产生1个闭路（半8字）；对于小缺陷、长缺陷和渐变缺陷敏感；可用于测量材料性能差异.可能需要参考线圈执行系统平衡；对提离非常敏感。
差分式信号来自2个感应线圈的减法。
.每个缺陷产生2个闭路（8字）对小缺陷特别敏感，但渐变缺陷不敏感；对于小缺陷具有更好的信噪比；对于提离不太敏感。
检测前，应该根据用途、被检工件状况等确定探头的工作模式和信号响应模式！5. 常规涡流检测技术的特点优点■适用于各种导电材质的试件探伤；■可以检出表面和近表面缺陷；■检测结果以电信号输出，容易实现自动化；■由于采用非接触式检测，所以检测速度快；■无需耦合剂，环保。
缺点■不能检测非导电材料；■形状复杂的工件很难检测；■各种干扰检测的因素较多，容易引起杂乱信号；■无法检出埋藏较深的缺陷；■一次覆盖范围小，检测效率低；■检测结果不直观，不能显示缺陷图形，无法缺陷定性。
涡流式传感器工作原理
涡流式传感器是一种常用于测量金属导体上存在的缺陷或者测量金属导体的物理参数的传感器。
它基于涡流的原理工作，涡流即在金属导体中产生的一种环流电流。
涡流式传感器的工作原理可以简述为：当金属导体靠近传感器时，传感器内的电感圈会产生一个变化的磁场。
这个磁场进一步生成一个在金属导体上旋转的涡流电流。
由于涡流在金属内部流动，会引起金属的能量损耗。
涡流式传感器利用涡流的能量损耗的特性来测量金属导体的缺陷或者物理参数。
当金属导体上存在缺陷或者物理参数发生变化时，涡流的能量损耗也会发生变化。
传感器通过测量涡流的能量损耗来判断金属导体上的缺陷或者物理参数的情况。
具体来说，涡流式传感器的工作原理包括以下几个步骤：
1. 传感器内的电感圈产生一个变化的磁场。
2. 这个磁场会引起金属导体上旋转的涡流电流。
3. 涡流在金属内部流动，会引起金属的能量损耗。
4. 传感器测量涡流的能量损耗，并转化为相应的电信号。
5. 电信号经过放大和处理后，可以得到金属导体上的缺陷或者物理参数的信息。
总结起来，涡流式传感器利用磁场和涡流的相互作用来测量金属导体的缺陷或者物理参数。
通过测量涡流的能量损耗，传感器可以得到相应的电信号，从而实现对金属导体的检测和测量。
涡流计算方式
涡流传感器的计算方式可以分为以下几个步骤：
1.建立模型：首先需要对待测物体进行建模。
根据实际情况选择合适的几何形状和尺寸，将物体的电导率和磁导率等参数考虑进去，建立起相应的数学模型。
2.定义边界条件：为了对模型进行数值计算，需要定义适当的边界条件。
这包括设置磁场和电场的边界条件，以及考虑周围环境对涡流产生的影响。
边界条件的设置需要根据实际情况进行调整，以保证计算结果的准确性。
3.求解涡流分布：通过求解Maxwell方程组和NavierStokes方程等基本物理方程，可以获得涡流在物体中的分布情况。
这一步通常使用数值方法进行求解，如有限元法或有限差分法等。
4.计算涡流损耗：根据涡流的分布情况，可以计算出单位体积或单位面积内的涡流损耗。
涡流损耗正比于涡流的电阻率和涡流密度的平方，可以通过这个公式进行计算。
5.测量结果输出：根据涡流损耗的计算结果，可以得到物体的相关参数，如电导率、磁导率、尺寸等。
这些参数可以用于进一步的分析和判断，比如检测物体的缺陷、测量物体的性能等。
密级：基于ANSYS 涡流传感器设计Design of eddy current sensor based onANSYS学院：信息科学与工程学院专业班级：电子科学学号：0学生姓名：姚指导教师：刘）2013 年 6 月摘要随着社会的发展，有些高科技行业对传感器的体积、频响、稳定性、精度方面有着极为苛刻的要求，鉴于电涡流传感器测量精度高、相应带宽足够、适应性强、成本相对不高，在很多工程实际中都用它。
而ANSYS 软件无疑是一款实用且能够准确分析传感器各参数的软件，所以基于ANSYS 的涡流传感器设计具有很重要的意义。
本文采用了ANSYS 软件对涡流传感器中检测线圈与不锈钢板的距离和线圈尺寸对磁场磁力线分布的影响进行了有限元分析。
从而对ANSYS 得出的结果总结分析，好进一步的在涡流传感器设计中设置好参数，以便提高涡流传感器的测量范围和精度。
根据涡流传感器的用途和检测对象的不同，涡流传感器的外观和内部结构有所不同。
不同的外观和内部结构适应不同的被检测物体以达到最佳的检测效果。
电涡流检测是建立在电涡流效应原理基础之上的一种无损检测方法，所以，适用于导电材料。
当导体置于交变磁场中，导体中就会有闭合感应电流产生，这种电流称为涡流。
由于导体自各种因素如电导率﹑磁导率﹑几何尺寸和缺陷等的变化，会导致感应电流相应的变化，利用这种现象来判知导体性质﹑状态及有无缺陷的检测方法，叫做电涡流检测。
涡流检测信号来自检测线圈的阻抗或次级线圈感应电压的变化。
由于影响阻抗和电压的因素很多，各因素的影响程度也不同，因此，涡流检测设备必须考虑采取一些措施，以达到消除干扰信号的目的。
涡流检测是以材料电磁性能变化为判断依据来对材料及构件实施缺陷探测和性能测试的一类检测方法通称为电磁法，其基本原理是以电磁学的理论为基础的。
本文介绍用涡流无损检测的方法来检测钢板的传感器的设计。
利用涡流检测阻抗分析方法来分析物体的磁导率、厚度、电导率和激励信号的频率对阻抗的影响。
贴附式涡流阵列传感器在裂纹监测上的应用张海涛;陈卫;焦胜博;陈鹏飞;冯璐璐【摘要】金属结构疲劳损伤监测是现代飞机结构健康监控的重点和难点,要求传感器具有高可靠性、高灵敏度并且能在恶劣环境中工作.针对飞机结构损伤监测中传感器的特点,采用阵列化的设计思想设计出一种基于柔性电路板工艺的新型涡流传感器.通过构建损伤监测模型,对传感器的参数进行了仿真优化.最后开展了程序载荷谱下2A12-T4铝合金材料的裂纹监测试验以及阳极氧化和电泳喷漆条件下的对比试验.结果表明,贴附式涡流阵列传感器能够定量监测裂纹的扩展,监测精度达到1mm.阳极氧化和电泳喷漆涂层阻碍了传感器对裂纹特征的有效感知,导致传感器的监测灵敏度降低.%Metal structure fatigue monitoring plays an important role in the modern aircraft structural health monitoring. Sensors are required with high-reliability,high-sensitivity, and stability while working in the severe circumstances. According to the properties of fatigue damage monitoring in aircraft structure as well as the arraying designing thought,a new type of eddy sensor based on flexible printed circuit technology is developed. Parameters of the sensor were simulated with optimization through building damage monitoring model. In this article,the monitoring experiment of 2A12-T4 aluminum alloy and anodic oxidation or electrophoretic-coated material fatigue crack under the programmed spectrum is carried out. The monitoring experiment results implied that the sensor is capable of detecting the fatigue crack extension quantification ally with the precision values 1mm. Anodic oxidation andelectrophoretic-coated impeded effective perception of sensors toward crack properties,and the sensitivity has decreased.【期刊名称】《火力与指挥控制》【年(卷),期】2015(040)011【总页数】5页(P115-119)【关键词】涡流阵列传感器;疲劳裂纹;铝合金;裂纹监测【作者】张海涛;陈卫;焦胜博;陈鹏飞;冯璐璐【作者单位】空军工程大学工程学院,西安 710038;空军工程大学工程学院,西安710038;空军工程大学工程学院,西安 710038;空军工程大学工程学院,西安710038;空军工程大学工程学院,西安 710038【正文语种】中文【中图分类】TP212.1;V215.6飞机金属结构的损伤特别是疲劳破坏严重威胁飞机的使用可靠性和飞行安全。
涡流传感器实验实用数据处理方法周卫平;杨宣访;卜乐平;欧阳华【摘要】传感器与检测技术课程实验中涡流传感器位移实验的实验数据多,不同材料的几组实验数据差别较大,采用人工方法分析处理实验结果数据计算比较繁琐费时,计算非线性度等的计算量大且计算精度也不高.针对这些问题以采用MATLAB 软件为工具进行数据处理,可以方便实现数据输入、线性区间的选取、描点拟合、数据计算处理和绘制曲线等功能,与传统采用坐标纸绘图的方法相比明显提高了实验报告质量,取得了较好的实验教学效果.【期刊名称】《实验室科学》【年(卷),期】2017(020)006【总页数】4页(P45-47,52)【关键词】检测技术;涡流传感器;实验数据处理【作者】周卫平;杨宣访;卜乐平;欧阳华【作者单位】海军工程大学电气工程学院, 湖北武汉 430033;海军工程大学电气工程学院, 湖北武汉 430033;海军工程大学电气工程学院, 湖北武汉 430033;海军工程大学电气工程学院, 湖北武汉 430033【正文语种】中文【中图分类】G642传感器与检测技术在日常生活、工业生产、科学研究以及在军用领域的应用都十分广泛，因而开展好传感器与检测技术的课程和相关实验，是大学生熟练掌握传感器与检测技术原理和性能的重要步骤之一［1－4］。
传感器是通过敏感元件和转换元件，将非电量信号转换成方便进行进一步的传输和处理的电信号的检测器件。
传感器的分类，按照检测原理不同可分为电阻式、电感式、电容式、压电式、磁电式、光电式、热电式、霍尔式、涡流式等传感器。
传感器广泛用于温度、压力、流量、位移、湿度、含量、转矩、速度、加速度、振动、浓度、密度、热量等物理量的测量，而温度、压力、流量、位移传感器在实际应用中更常见。
涡流式传感器是利用涡流效应而建立起来的。
涡流效应是指置于变化磁场中的金属导体，导体内部产生的感应电流被称之为电涡流或涡流。
涡流式位移传感器通过高频电流的线圈产生磁场，利用被测物导体与传感器间的距离d改变时，涡流效应产生的涡流损耗与距离d有关，进一步导致线圈的等效电感量、阻抗、品质因数、电感等发生变化，从而可以利用这个特性来进行位移测量［5］。
