脉冲涡流检测

汇报人：日期:contents •技术简介•技术应用场景•技术优势与局限性•技术实现过程•技术应用案例•技术发展前景与展望目录01技术简介不锈钢覆面焊缝脉冲涡流热成像检测技术是一种先进的无损检测技术，其主要应用于对不锈钢覆面焊缝的缺陷进行检测。

在石油、化工、食品、制药等行业中，不锈钢管道和设备的焊接部位常常需要进行无损检测，以确保其质量和安全性。

而这种脉冲涡流热成像检测技术由于其高效、准确、非接触等特点，得到了越来越广泛的应用。

定义与背景技术的重要性该技术的应用可以及时发现并诊断出焊缝的缺陷，为后续的修复和预防提供了有效的技术支持，大大提高了设备或管道的安全性和稳定性。

技术的基本原理02技术应用场景工业制造石油化工01核能工业02食品加工03在火箭发射领域，不锈钢材料广泛应用于燃料管道和箭体结构中，通过该技术可确保发射前的设备安全和可靠性。

航空航天火箭发射飞机制造燃气管道给排水管道管道安全检测03技术优势与局限性高效性无损性灵敏度高可靠性高技术优势对环境要求高对设备要求高需要专业人员操作030201技术局限性03提高操作便捷性01降低环境要求02降低设备成本未来改进方向04技术实现过程设备类型设备校准设备设置设备准备表面处理脉冲涡流加热红外热像仪采集数据分析检测过程数据预处理缺陷识别与分类特征提取结果评估与报告01030204数据处理与分析05技术应用案例检测原理利用脉冲涡流加热不锈钢覆面，通过热成像技术捕捉覆面温度变化，从而判断焊缝质量。

应用场景适用于石油化工、食品加工等领域的不锈钢设备、管道、容器等设施的在线或离线检测。

技术优势非接触式、高效、准确、直观。

案例一：不锈钢覆面焊缝检测1 2 3检测原理应用场景技术优势案例二：航空航天材料检测应用场景技术优势检测原理案例三：管道安全检测案例01检测原理02应用场景03技术优势案例四：其他应用案例06技术发展前景与展望技术发展趋势智能化发展高分辨率成像定量分析能力技术在未来的应用前景010203工业制造领域维修保障领域科学研究领域对行业的贡献与影响提高生产效率降低维修成本推动行业创新WATCHING。

脉冲涡流检测仪系统设计方案一、概述脉冲涡流是近几年发展起来的一种新的无损检测方法,可以用来对表面和近表面裂纹进行定量检测。

由于脉冲涡流的频谱很宽,因此只需一次扫描就可以检测出被测试件上不同深度的裂纹。

脉冲涡流由于其出众的检测能力,目前在金属结构的无损评估领域得到了广泛的应用。

该系统具有精度高、操作方便、便于携带的优点。

二、主要技术指标扫描宽度：10cm；缺陷深度：10mm；扫描速率：60cm/秒左右；三、检测原理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的传播,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,检测线圈上就会感应出随时间变化的电压,由于脉冲包含很宽的频谱,感应的电压信号中就包含重要的缺陷深度信息。

脉冲涡流一般使用峰值、峰值时间和过零时间这三个特征参数来实现对裂纹的定量检测,其时域波形及典型特征参数如图1 所示。

图1图1 中峰值是指脉冲涡流时域瞬态波形的最大值,峰值时间是指从脉冲的上升沿激励开始到脉冲涡流感应信号达到峰值点的时间间隔,过零时间是指从脉冲的上升沿激励开始到脉冲涡流感应信号过零点的时间间隔。

由于峰值扫描波形的极大值与极小值之间的时间间隔随裂纹长度的变化而变化,时域瞬态波形的过零时间随裂纹深度的变化而变化,基于以上原理就可以得到裂纹长度和深度的定量信息。

四、总体设计1．功能设计测量结构表面缺陷的长度和深度。

2．系统组成该系统主要由脉冲涡流探头、激励电路、感应信号处理电路、信号DSP计算机分析和LCD图象显示组成。

系统框图如图2所示。

图23．系统设计（1）脉冲发生电路脉冲发生电路采用脉冲信号发生技术来产生激励脉冲。

由NE555模块产生方波信号，经过集成功率放大器后驱动激励线圈。

（2）感应信号处理电路从感应线圈得到的信号经过带通滤波器进行滤波，然后由放大器放大，传输到DSP信号处理器。

脉冲涡流检测对于铝、铁检测的信号特征区别学号：姓名：一、原理介绍1、脉冲涡流检测是一种新型的无损检测技术,脉冲涡流产生磁场的频谱宽、穿透能力强,检测时可以获得更多的缺陷信息。

涡流检测只能用于导电材料的检测。

对管、棒和线材等型材有很高的检测效率2、涡流检测的基本原理当载有交变电流的检测线圈靠近导电工件时，由于线圈磁场的作用，工件中将会感生出涡流（其大小等参数与工件中的缺陷等有关），而涡流产生的反作用磁场又将使检测线圈的阻抗发生变化。

因此，在工件形状尺寸及探测距离等固定的条件下，通过测定探测线圈阻抗的变化，可以判断被测工件有无缺陷存在3、影响线圈阻抗的因素是材料自身的性质和线圈与试件的电磁耦合状况，主要包括（1）电导率γ；（2）圆柱体直径；（3）相对磁导率μr；（4）缺陷；（5）检测频率。

二、脉冲涡流检测对于铁磁性材料和非铁磁性材料的检测信号特征区别1、铁以及铁磁材料涡流探伤受到电导率和磁导率的综合效应，铁磁材料的磁导率很高,其测量厚度是通过检测电压的特征衰减时间来确定的,而特征衰减时间与厚度的关系建立在被测试件比检测线圈大得多的基础上.当被测试件比较小时,不可避免地出现测量误差. 2、铝以及非铁磁材料涡流探伤铝及铝合金的电导率范围大致在17％IACS～62％IACS。

对于不同牌号和热处理状态的铝及铝合金，当电导率的测得值在规定的电导率极限值范围内，可根据电导率的合格推断其硬度合格；当电导率的测得值超出规定的电导率验收值范围，特别是超出量又比较小的情况下，决不能由电导率的不合格断定该试件为不合格品，而需要对电导率不合格的试件（或部位）做补充硬度试验，并以硬度试验结果进一步的分析和判定。

3、摘抄论文：《基于信号斜率的铁磁材料脉冲涡流测厚研究》柯海，徐志远，黄琛，武新军( 华中科技大学制造装备数字化国家工程研究中心武汉430074)脉冲涡流( pulsed eddy current，PEC) 作为一种非接触式无损检测技术，被广泛应用于导电构件的腐蚀检测和壁厚测量。

一、实验目的本实验旨在研究脉冲涡流检测技术在金属套管缺陷检测中的应用，通过对双层异质金属套管结构（内管为不锈钢管、外管为碳钢管）进行脉冲涡流检测，实现对壁厚减薄缺陷的分类识别与定量评估。

二、实验设备1. 信号发生器2. ATA-4014功率放大器3. 信号放大器4. 滤波器5. PC端6. 检测探头7. 被测套管三、实验原理脉冲涡流检测技术是一种非接触式无损检测方法，利用高频交流电流产生的脉冲磁场，在被测金属管件内部感应出涡流，涡流产生的二级磁场与一级磁场相互叠加，形成总磁场。

当金属管件内部存在缺陷时，涡流及二级磁场将发生变化，从而改变总磁场的强度，通过检测探头中的磁场传感器拾取的检测信号，可实现对缺陷的分类识别与定量评估。

四、实验过程1. 仿真模型的建立（1）检测探头由激励线圈、铁芯和磁场传感器组成。

（2）仿真采用的激励电流信号如图所示，其频率为33 Hz、占空比为33 %、最大电流强度为1 A，用于驱动探头中的激励线圈（匝数为1350），激发一级磁场。

2. 脉冲涡流检测实验平台所搭建的脉冲涡流检测系统主要由信号发生器、功率放大器、信号放大器、滤波器、PC端、检测探头和被测套管组成。

检测探头中的激励线圈在通入诸如方波的暂态激励电流后产生一级磁场（线圈磁场），该磁场在被测金属管件内部感应出涡流，涡流继而产生二级磁场（涡流激发磁场），其方向与一级磁场相反，且抑制一级磁场的改变。

探头中的磁场传感器所拾取的检测信号为一级磁场与二级磁场叠加所得总磁场的信号。

由于金属管件内部缺陷将导致涡流及二级磁场的变化，进而改变总磁场的强度，因此，检测信号将包含缺陷信息，通过分析可得缺陷的位置。

五、实验结果与分析1. 缺陷分类识别通过对不同缺陷的脉冲涡流检测信号进行分析，可以实现对缺陷的分类识别。

实验结果表明，对于壁厚减薄缺陷，其脉冲涡流检测信号呈现明显的峰值，且峰值大小与缺陷深度呈正相关。

2. 缺陷定量评估通过建立脉冲涡流检测信号与缺陷深度之间的关系模型，可以实现对缺陷的定量评估。

脉冲涡流标准脉冲涡流检测是一种先进的无损检测技术，广泛应用于材料缺陷的检测和评估。

脉冲涡流标准是指导脉冲涡流检测实践的重要依据，下面将详细介绍脉冲涡流的各种标准。

1. 脉冲波形标准脉冲波形是脉冲涡流检测的关键参数之一。

根据不同的检测需求和应用场景，需要选择合适的脉冲波形。

通常，脉冲波形应具有陡峭的上升沿和下降沿，以及平顶部分。

对于某些应用，还可以采用带有负脉冲的波形。

2. 脉冲频率标准脉冲频率是指单位时间内脉冲的个数。

脉冲频率的选择取决于检测对象的材质、厚度以及缺陷的类型和大小。

通常，脉冲频率在500Hz 到100kHz的范围内。

对于厚度较大的金属构件，通常采用较低的脉冲频率，以保证渗透深度；而对于较薄的构件，则可以采用较高的脉冲频率以提高检测速度。

3. 脉冲宽度标准脉冲宽度是指脉冲的高电平持续时间。

脉冲宽度的选择直接影响检测的深度和分辨率。

较窄的脉冲宽度可以获得更好的分辨率，但检测深度较小；而较宽的脉冲宽度可以增加检测深度，但分辨率会降低。

通常，脉冲宽度在5μs到50μs之间。

4. 脉冲幅度标准脉冲幅度是指脉冲电压的高低。

脉冲幅度的选择直接影响检测的灵敏度和可靠性。

较高的脉冲幅度可以增加检测的灵敏度，但可能会对检测对象造成损伤；而较低的脉冲幅度可以减少对检测对象的损伤，但可能会降低检测的可靠性。

通常，脉冲幅度在1V到10V之间。

5. 脉冲相位标准脉冲相位是指脉冲波形相对于时间轴的位置。

对于某些应用，可以通过调整脉冲相位来优化检测效果。

例如，在钢管对接焊缝的检测中，采用一定的相位偏移可以更好地发现焊缝中的缺陷。

6. 脉冲偏移标准脉冲偏移是指在时间轴上脉冲波形相对于零点的位置。

通过调整脉冲偏移，可以实现对检测对象的相对速度变化的补偿，以确保检测结果的准确性。

对于旋转构件或在线检测，脉冲偏移的调整尤为重要。

7. 脉冲重复频率标准脉冲重复频率是指单位时间内脉冲波形的重复次数。

与脉冲频率不同的是，脉冲重复频率强调的是多个脉冲波形的连续性。

脉冲涡流优点不足
脉冲涡流检测技术的优势在以下几方面应用中得到明显体现：
（1）脉冲涡流无损检测技术隶属于电磁检测范围，具有无需直接接触、无需清
理检测表面、无需添加任何介质、无需放射源等优点。

（2）脉冲激励瞬态感应信号信息量丰富，对其进行时域的瞬态分析，了解缺陷
参数的变化进而得到检测结果。

（3）富含丰富的频谱信息，一次扫描过程中即可实现对被测金属表面、近表面、
亚表面等多个深度的测量。

（4）对多层的结构复杂的大面积金属检测时，无需更换探头及改变设置参数，
就可以分辨出结构的改变对于信号产生的影响。

（5）高速的检测速率，高效的检测效率。

（6）检测时检测线圈的运行速度对检测结果稳定性的影响十分微弱。

（7）使用脉冲涡流无损检测技术对管道进行在役检测时，检测结果并不会因为
管道内部输送物质的改变而发生明显改变。

另一方面，虽然脉冲涡流无损检测技术拥有多项优势，也表现出了很广的应用前
景，但由于脉冲涡流隶属于涡流无损检测，所以不可避免的会有一定的局限性，影响
其应用空间的广度。

脉冲涡流检测技术的局限性具体表现为：无法摆脱涡流检测中提离效应对检测结
果带来的影响；理论基础虽然已建立，但整体检测体系尚不完善；检测模型还不够完
全，一定程度上影响了脉冲涡流在更广领域中的应用。

另外，设计检测系统的过程中也发现在某些方面的要求很高。

例如在系统设计中
为了保证检测的高精度，必须充分考虑信噪比因素的影响，这点也对系统整体的难度
与复杂程度提出了很高的要求。