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12×2—103—4—5—6—2×图1 涡流渗透深度与激励频率的关系图2 藕合线圈的互感电路a) 藕合线圈电路b)互感作用电路c) 藕合线圈等效感电路折合阻抗与一次线圈本身的阻抗之和称为图3 交流电路中电压和阻抗平面图线圈等效电路b)电压向量图c)阻抗向量图图4图5 阻抗平面图a)线圈阻抗平面b)归一化阻抗曲线图5 福斯特的假想物理模型表2 不同频率f/fg 的有效磁导率μeff的值表中：f为涡流检测的激励频率，也称之为工作频率，fg 为特征频率。
f/fg为频率比，它是涡流检测中的一个重要参数。
因此归一化电压为：数所决定，即：a)绝对式2－检测线圈3－管材在裂纹)时。
检测线圈就有信号输出，来实现检测目的。
标准的比较式1－参考线圈2－检测线圈4－棒材线圈感应输出急剧变化的信号。
c)自比较式1－参考线圈2－检测线圈3邻桥臂上。
用于管子检测的探头线圈在交流桥路中的位置电桥个参考线圈。
绝对式探头1 2线圈2 3－软定心导板4－接插件5探伤的材料进行检测。
差动式探头1 2线圈2 3－软定心导板4－接插件5－外壳二. 涡流检测的频率选择用于非铁磁性圆柱形棒料的检测频率选择图图中：IACS 为国际退火铜标准图的使用方法如下：1) 在A 线上取棒料电导率σ；2) 在B 线上取棒料直径d ；3) 将这两点间的连线延长使之与C 线相交；4) C 线上的交点垂直向上画直线，与所需的kr 值所对应的水平线相交得到一点；5) 根据交点在频率图(斜线)中的位置，即可读出所需的工作频率。
只要适当调节控制信号OT的相位，使θ2＝90º，那么，干扰信号的输出为零，而总的信号输出(OC＝OAcosθ1仅与缺陷信号有关，消除了不平衡电桥法工作原理在涡流检测中用作参考标准的人工缺陷的种类和形状检测线圈的阻抗特性表面探头以50Hz的频率检测厚铝板缺陷绝对式探头检测阻抗图b)差动式探头检测阻抗图1、2－裂纹3－表层下洞穴时处理，并将结果在CRT上进行实时显示。
无损检测技术中的涡流检测方法详解无损检测技术是一种用于检测材料或构件内部缺陷或性能状态的技术方法，它可以在不破坏被检测材料的情况下对其进行评估和监测。
涡流检测作为无损检测技术的一种方法，被广泛应用于工业生产、航空、航天、汽车、电力等领域。
本文将对涡流检测方法进行详细解释和阐述。
涡流检测是一种基于电磁感应原理的无损检测技术。
其原理是利用交流电源产生的交变电磁场在被测材料中产生涡流，通过对涡流的测量，来判断被测材料的缺陷或性能状态。
涡流检测方法可以检测到多种类型的缺陷，如裂纹、腐蚀、疏松等。
涡流检测方法主要包括以下几个方面：1. 电磁感应原理：涡流检测是基于电磁感应原理的，通过交流电源产生的交变电磁场在被测材料中产生涡流。
当被测材料中存在缺陷时，涡流的路径和强度会发生变化，从而可以判断缺陷的位置和性质。
2. 探头设计：涡流检测中使用的探头通常由线圈和磁芯组成。
线圈通过交流电源激励产生交变磁场，磁芯则用于集中和引导磁场。
探头的设计对于检测效果起着重要的作用，不同类型的缺陷需要不同设计的探头。
3. 缺陷识别：通过分析涡流的强度、相位、频率等参数，可以判断被测材料中的缺陷类型和尺寸。
例如，对于裂纹缺陷，涡流的强度和相位会出现明显的变化。
通过对涡流信号进行数学处理和分析，可以得到准确的缺陷识别结果。
4. 检测技术：涡流检测技术可以分为静态检测和动态检测两种。
静态检测是指将被测材料放置在固定位置，通过探头对其进行检测。
动态检测则是指将探头和被测材料相对运动，通过对运动产生的涡流信号进行检测。
动态检测常用于对大型或复杂构件的检测。
涡流检测方法具有以下优点：1. 非接触性：涡流检测不需要直接接触被测物体，因此不会对被测材料造成损伤或影响其性能。
2. 高灵敏度：涡流检测可以检测到微小尺寸的缺陷，对于裂纹等细小缺陷具有很高的灵敏度。
3. 适用范围广：涡流检测方法适用于多种材料，如金属、合金、陶瓷等。
同时，它可以应用于不同形状和尺寸的材料和构件。
涡流检测ect检测技术标准涡流检测（ECT）是一种常用的无损检测技术，它利用涡流场对导体材料的检测，以实现对材料表面和近表面缺陷的检测。
下面是关于涡流检测技术的详细说明。
一、涡流检测的原理涡流检测是基于电磁感应原理的无损检测方法。
当一个交流电磁线圈靠近被检测的导电材料时，线圈中会产生交变磁场。
这个磁场会在被检测材料中产生涡流。
如果材料中存在缺陷或异常，如裂纹、气孔、夹杂物等，这些缺陷会改变涡流的分布和强度，从而改变线圈中的感应电动势。
通过测量这个感应电动势的变化，可以确定被检测材料中的缺陷。
二、涡流检测的优点1．高灵敏度：涡流检测对材料表面和近表面的缺陷非常敏感，可以检测出微小的裂纹和其他缺陷。
2．快速高效：涡流检测可以在线进行，且不需要对材料进行特殊处理，因此可以快速高效地检测大量材料。
3．无需耦合剂：与其他无损检测方法相比，涡流检测不需要使用耦合剂，因此可以减少污染和操作成本。
4．适应性强：涡流检测适用于各种导电材料，包括金属、合金、复合材料等。
三、涡流检测的局限性1．检测深度有限：涡流检测主要适用于材料表面和近表面的缺陷检测，对于深层缺陷的检测能力有限。
2．对材料形状和大小敏感：涡流检测的灵敏度受到材料形状和大小的影响，因此对于不同形状和大小的零件需要进行不同的检测设置。
3．不能检测非导电材料：涡流检测只能用于导电材料的检测，对于非导电材料的检测无能为力。
四、涡流检测的标准为了规范涡流检测的技术要求和应用范围，国际上制定了一系列相关标准。
下面是几个主要的涡流检测标准：1．ISO 18564-1: 无损检测-涡流检测-第1部分：一般原则和方法：该标准规定了涡流检测的一般原则和方法，包括检测设备的选择、检测程序、缺陷评定等方面。
2．ISO 18564-2: 无损检测-涡流检测-第2部分：设备：该标准规定了涡流检测设备的性能要求和测试方法，包括电磁线圈的设计、制造和测试要求等。
3．ISO 18564-3: 无损检测-涡流检测-第3部分：人员：该标准规定了从事涡流检测工作的人员要求，包括培训、资格认证、技能要求等方面。
涡流检测技术
电流速度检测技术是指一种测量流体（气体或液体）的电流的技术，主要用于测量管道、涡流、螺旋流和其他流体的流速。
这项技术可以在流动过程中精确检测流体电流，并在感应过程中记录其方向和速度。
该技术采用检测器或传感器探测流体电流，其中可以使用电缆或磁流量计来检测和实施分析流体内部的涡流。
系统可以在实验室环境或实际工程环境中对涡流进行观察和检测，并实时分析流体的流态特性，如流速、流量和方向。
该技术的优点在于其可以快速准确的测量流体的流速，并能够实时监测流动状态，从而更好地控制该流体的流动状态。
另外，它还可以进行精细检测分析，记录涡流在短时间内变化的细节，从而提升涡流检测的精度和准确性。
涡流检测技术概述资料整理：无损检测资源网沧州市欧谱检测仪器有限公司一、涡流检测原理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，如果我们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)的变化会导致感应电流的变化，利用这种现象而判知导体性质、状态的检测方法，叫做涡流检测方法。
由涡流产生的交流磁场也产生磁力线，其磁力线也是随时间而变化，它穿过激磁线圈时又在线圈内感生出交流电。
因为这个电流方向与涡流方向相反，结果就与激磁线圈中原来的电流方向相同了。
这就是说线圈中的电流由于涡流的反作用而增加了。
假如涡流变化，这个增加的部分(反作用电流)也变化。
测定这个电流变化，从而可得到试件的信息。
涡流的分布及其电流大小，是由线圈的形状和尺寸，交流频率(试验频率)，导体的电导率、磁导率、形状和尺寸，导体与线圈间的距离，以及导体表面缺陷等因素所决定的。
因此，根据检测到的试件中的涡流，就可以取得关于试件材质，缺陷和形状尺寸等信息。
二、涡流检测方法涡流检测是把导体接近通有交流电的线圈，由线圈建立交变磁场，该交变磁场通过导体，并与之发生电磁感应作用，在导体内建立涡流。
导体中的涡流也会产生自己的磁场，涡流磁场的作用改变了原磁场的强弱，进而导致线圈电压和阻抗的改变。
当导体表面或近表面出现缺陷时，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，无损检测资源网根据这一变化，就可以间接地知道导体内缺陷的存在。
由于试件形状的不同，检测部位的不同，所以检验线圈的形状与接近试件的方式与不尽相同。
为了适应各种检测需要，人们设计了各种各样的检测线圈和涡流检测仪器。
1、检测线圈及其分类在涡流探伤中，是靠检测线圈来建立交变磁场;把能量传递给被检导体;同时又通过涡流所建立的交变磁场来获得被检测导体中的质量信息。
所以说，检测线圈是一种换能器。
涡流检测原理涡流检测是一种无损检测技术，其目的是检测材料或部件的表面、层间欠完整性，例如裂纹、变形、脆性断裂和腐蚀情况等，也可以用于评估局部的深层结构材料变化。
涡流检测技术利用电磁原理，通过发射和接收脉冲磁场来检测材料表面及其内部的缺陷。
发射的磁场会对缺陷表面以及外部环境产生涡流，而接收器可以接收到这些变化之后的磁场，并将其变换成一个信号。
涡流检测原理主要分两大类，即环境涡流检测(ECT)和带电涡流检测(DCT)。
环境涡流检测是利用磁场感应的涡流动态信号，而带电涡流检测则是利用功率驱动的小的信号电流来检测涡流信号。
环境涡流检测方法，可以利用脉冲磁场来检测工件表面上的裂纹或其它缺陷，经过脉冲磁场作用后，在缺陷处会形成环境涡流，接收装置可以探测到这种涡流脉冲信号。
通过对涡流脉冲信号进行分析，可以判断缺陷的位置、大小和类型。
带电涡流检测原理，其实就是通过一个驱动电源，将一定强度的电流通过工件表面，产生一系列的反应涡流，然后由接收装置接收这些涡流反应信号，经过处理后，可以确定出检测部位的细微缺陷和状态。
另外，对于绝缘材料或其他对电流非常敏感的材料，可以使用非带电涡流检测。
这种检测方法是通过自然风吹动检测物体的表面，从而形成涡流信号，然后用接收装置接收这些信号，根据信号的强弱判断缺陷的位置、大小等，可以检测出绝缘材料或其他对电流敏感的材料的表面细小的缺陷。
总之，涡流检测是一种重要的无损检测技术，它利用电磁原理，利用脉冲磁场、驱动电源电流以及自然风吹动等多种方式，可以快速有效地检测出材料表面及其内部的裂纹、变形、脆性断裂和腐蚀情况等，为材料的质量检测提供了可靠的依据。
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深度信息。
脉冲涡流主要有以下几个特点：不需要改变测试参数的设置，一次扫描就可以完成对大面积复杂结构的检测；探头上可施加较大的能量来实现对深层缺陷的检测；与多频涡流相比，仪器的成本低。
远场涡流检测技术（Remote Field Eddy Current, RFEC）是基于远场涡流效应的原理，通常使用内通过式探头，由两个线圈组成，一个为激励线圈，通以低频交流电，另一个为检测线圈，但检测线圈不象一般的涡流探头那样紧靠激励线圈，而是置于远离激励线圈两到三倍管内径以外的二次穿透区，这样才具有实现穿透管壁的检测能力。
但远场涡流的探头长度较长，信号幅度太低，为提高信号的幅度必须采用较大的激励功率，而过低的激励频率又限制了检测的扫描速度，这就构成了远场涡流检测中相互制约的突出弱点。
80 年代中后期，超导量子干涉仪器（Superconducting Quantum Interference Device, SQUID）开始被应用到无损检测领域。
SQUID 是一种用于涡流检测的磁场传感器，在低温时也具有很高的灵敏度，其几乎不受频率的影响，高的磁场灵敏度使其在低频时能检测位于深层的缺陷。
但其在使用时必须首先冷却到低温，该技术目前还处于实验室的阶段。
从涡流检测仪器的发展历程来看，共经历了五个阶段。
第一代产品是以分立 元件为基础，采用简单谐振方式的一维显示模拟仪器，只有一种检测频率；第二 代产品是以阻抗分析法为基础，部分采用集成电路技术；第三代产品是多频涡流 仪，利用不同频率下被检金属材料反射阻抗不同的原理，提高了对材料特性或缺 陷的检测能力，并通过混频处理抑制干扰信号，达到去伪存真的目的；第四代产 品是以计算机技术为基础的智能化、数字化产品，具备频谱分析、涡流成像等功 能；第五代产品是以DSP 技术、阵列技术、多通道技术、通信传输技术及其它无损检测技术相互融合为一体的多功能仪器，它能够对缺陷进行检测、分析和判断，并通过其他技术的辅助检测，以验证其结果的正确性。
近年来，随着科学技术的发展，涡流检测技术在开发使用方面取得了突破性 进展。
从硬件技术方面来看，大规模、超大规模集成电路的应用大大缩小了仪器 的体积和功耗；从软件技术方面看，计算机微处理器的性能大幅度提高，以“软”代“硬”成为一种趋势，整机的智能化水平有了很大提高，从而大大降低了对仪器使用者操作技能的要求。
目前，涡流技术已被广泛应用到对不同材料和结构的 检测，主要包括：对飞机结构的检测、压力容器的检测、焊接结构的检测，除此之外，还被用来对位移进行测量。
常规涡流方法对导电金属构件表面和近表面裂纹的检测灵敏度较高。
但由于存在趋肤效应，涡流渗透能力不足，难以满足对管壁较厚的天然气管道内外表面及管壁内部裂纹检测的需要。
近年来，围绕对天然气管道裂纹的检测和量化，人们在远场涡流检测技术方面也开展了一些研究。
不同于常规涡流检测技术，它是利用两次穿越管壁的低频磁场作为检测信号，不受集肤效应的限制，对管道内外表面裂纹缺陷具有相同的检测灵敏度，能有效克服常规涡流检测法的局限性。
且远场涡流探头一般是内穿过式探头，因此比较适合对天然气管道表面裂纹的检测。
目前，美国多家研究机构，包括美国天然气技术研究所、西南研究所和Battelle公司等，都在积极致力于天然气管道裂纹远场涡流检测器的研制，美国国家运输部和能源部都对该技术的研究给予了专项资助。
由于国内油气管道质量参差不齐，管道内表面工况较差，限制了需要耦合剂的内检测方法的使用，比如超声波检测法。
电磁超声检测法不需要耦合剂，但是其探头功率很大，限制了它在长距离管道在线检测上的应用。
漏磁法在裂纹方面的检测能力有限，尤其是无法检测天然气管道中的闭合裂纹，而远场涡流在这些方面要更优一些。
一、远场涡流基本原理远场涡流是专门用于金属管道缺陷检测的特殊涡流检测技术。
典型的远场涡流检测装置如图1.1所示，主要包括一个与管道同轴放置的低频交流线圈和相距2～3倍管道直径外的同轴检测线圈，以及一些必要的机械和电子装置。
远场涡流是发生在金属管道中的独特现象：在管道中与管道同轴放置通以低频交流电的激励线圈，它所产生的磁场能量向管道的两端传播时有两个不同的耦合路径，分析这两个能量传播和耦合途径，是理解远场涡流技术的关键。
管道内的直接耦合能量，受铁磁性的管壁的强导磁作用的影响，近似为指数衰减。
另外一条能量耦合和传播途径是指磁场在管壁中激发出周向涡流，磁场能量扩散到管道外面并沿管道传播，又会在管壁中激发出涡流，穿越管壁到达检测线圈，称为间接耦合能量路径。
管道内激励线圈附近是直接耦合能量占据主导位置，但由于直接耦合能量比管壁外的间接耦合能量衰减更快，随着与激励线圈的距离逐渐增加，间接耦合能量逐渐成为主导。
因此在激励线圈两侧分别划分两个区域：直接耦合能量占主导的区域称为近场区，间接耦合能量占主导的区域称为远场区，两个区域的分界处位置由管壁的厚度、磁导率、电导率和激励频率等因素决定，通常在离开激励线圈大概2倍管道直径D的位置如图1.2所示。
有时还在近场区和远场区之间划分出一个过渡区。
图1.2远、近场区示意图图 1.3为远场涡流检测线圈的检测信号电压幅值和相位与离开激励线圈距离的变化曲线，在近场区检测信号的幅值呈现快速的指数衰减，在远场区，管内壁和外壁处表现为同样速率的指数衰减，比近场区要慢。
检测信号的相位除在过渡区出现跃变外，与检测线圈离激励线圈的轴向距离呈现线性变化。
远场区的磁场主要来自于间接耦合，磁场能量由激励线圈出发两次穿越管壁，其中携带了管壁的结构信息，成为远场涡流检测方法的依据。
在其它参数保 持不变的情况下，内径处的磁场强度与管壁的厚度密切相关，其幅值的对数和相 位与壁厚为线性关系。
如果管壁内出现裂纹等缺陷，相当于管壁的局部等效壁厚发生变化，导致内壁附近的磁场的大小和相位发生变化，从而可以检测出来。
远场涡流检测技术与传统的涡流检测技术相比，它不受涡流集肤深度的限 制，能够以同样灵敏度检测管壁内表面和外表面的缺陷。
2003 年全国涡流无损检测技术专业委员会已正式更名为电磁（涡流）检测技术专业委员会，这表明电磁检测技术已进入一个全新的发展时代，它不仅包括涡流检测技术，还包括漏磁、磁记忆、微波等多种检测方法。
从发展趋势来看，电磁检测仪器将朝着小型化、多功能化、智能化方向发展，并将进一步融入超声检测、涡流成像、阵列涡流和磁光涡流等诸多功能。
此外，多信息融合以及网络化技术的应用，使我们在不久的将来可以实现动态跟踪检测，即时获取被检对象的相关数据。
毋庸置疑，电磁（涡流）检测技术具有乐观的发展前景。
二、本院涡流检测应用前景：1、无缝钢管制造检验为使无缝钢管在整个圆周面上都能进行探伤检查，可使用穿过式线圈涡流探伤技术，或者使用旋转钢管( 扁平式线圈涡流探伤技术），见图1.4和图1.5 所示。
当使用穿过式线圈对钢管进行探伤时，被检钢管的最大外径一般不超过180mm。
当使用旋转钢管( 扁平式线圈）对钢管进行探伤时，被检钢管和检查线圈应彼此相对移动，以使整个钢管表面都能被扫描到。
使用这种探伤技术时，被检钢管的最大外径是没有限制的。
图1.4穿过式线圈涡流检测示意图图1.5旋转的钢管/扁平线圈涡流探伤简图2、容器小管道检验容器小管道应用与新制钢管的涡流检测方法不同,在用换热器管的涡流检测只能采用内穿过式探头,由于钢管口径较小,内穿过式探头采用磁饱和装置非常困难,因此对于在用换热器铁磁性钢管通常采用远场流检测方法,而不采用磁饱和状态下的常规涡流检测技术。
由此可见，远场涡流检测在管道检测方面具有很大的优势，他对铁磁性管道的内外壁缺陷具有相同的灵敏度且不受集肤效应的限制，能同时检测凹坑、裂纹和壁厚减薄等多种缺陷，被认为是一种最有发展前途的管道检测技术。
远场涡流检测在热交换管的应用如图1.6。
图1.6 热交换管检验实例3、压力容器焊缝的检验金属压力容器在投入使用后,在应力、疲劳载荷、内部工作介质或外部工作环境的作用下,易在焊缝和热影响区部位产生应力腐蚀开裂或疲劳等表面裂纹,目前在定期检验中检测表面和近表面裂纹最常用的方法为磁粉检测和渗透检测,这种检测方法灵敏度高,但在检测过程中必需对检测区域的表面进行打磨处理,去除表面的油漆、喷涂等防腐层和氧化物。
然而, 在目前的压力容器定期检验中, 有95 %以上的压力容器在经过焊缝表面打磨和磁粉或渗透检测后未发现任何表面裂纹,即使发现表面裂纹的压力容器,一般也是只存在几处表面裂纹,占焊缝总长的1 %以下,因此大量的打磨一方面增加了压力容器停产检验的时间和费用,另一方面也减小了压力容器焊缝部位壳体的壁厚。
