脉冲涡流测厚

深圳市林上科技有限公司2018-03-12 第 1 页 共 1 页 常用的测厚仪种类测厚仪是用来测量材料以及物体厚度的仪表。

在工业生产中常用来连续或者抽样测量产品的厚度。

如薄膜、纸张、钢板、钢带、金属箔片等材料。

根据测定原理的不同，常用测厚仪就有超声、磁性、涡流、放射性等四种。

超声波测厚仪：国内目前还没有用这种方法测量涂镀层的厚度，超声波在各种介质中的声速是不同的，但在同一介质中声速是一常数。

当超声波在介质传播时遇到第二种介质时就会被反射，测量超声波脉冲从发射至接收的间隔时间，即可以将这间隔时间换算成厚度。

在电力工业中应用最广。

常用于测定锅炉锅筒、受热面管子、管道等的厚度，也用于校核工件结构尺寸等。

磁性测厚仪：在测定各种导磁材料的磁阻时，测定值会因表面非导磁覆盖层厚度的不同而发生变化。

而这种变化即可测知覆盖层的厚度值。

常用于测定铁磁金属表面上的喷铝层、塑料层、电镀层、磷化层、油漆层等的厚度。

涡流测厚仪：适用导电金属上的非导电层厚度测量，此种方法比磁性测厚法精度低。

当载有高频电流的探头线圈置于被测金属表面时，由于高频磁场作用而使金属体内产生涡流，涡流产生的磁场又反作用于探头线圈，使其阻抗发生了变化，此变化量与探头线圈离金属表面的距离有关，因而根据探头线圈阻抗的变化可间接测量金属表面覆盖层的厚度。

常用于测定铝材上的氧化膜或铝、铜表面上其他绝缘覆盖层的厚度。

放射性厚度仪：利用物质厚度不同对辐射的吸收与散射不同的原理，可以测定薄钢板、薄铜板、薄铝板、硅钢片、合金片等金属材料及橡胶片，塑料膜，纸张等的厚度。

常用的同位素射线有γ射线、β射线等。

有些构件在制造和检修时必须测量其厚度，以便了解材料的厚薄规格，各点均匀度和材料腐蚀、磨损程度。

有时就要测定材料表面的覆盖层厚度，以保证产品质量和生产安全。

脉冲涡流技术原理
脉冲涡流技术是一种非破坏性检测技术，广泛应用于材料表面缺陷检测、金属材料探伤、焊缝质量评估等领域。

其原理是利用电磁感应的涡流效应来检测材料中的缺陷或异物。

本文将详细介绍脉冲涡流技术的原理及其应用。

脉冲涡流技术的原理主要基于两个物理现象：涡流效应和皮肤效应。

当交变电流通过导体时，会在导体内部产生环绕电流，形成涡流。

这些涡流的电磁场与导体内部的缺陷或异物相互作用，从而改变了导体的电磁特性。

同时，交变电流在导体表面形成了一个电流密度递减的区域，即皮肤效应。

这种电流密度递减导致了在导体表面产生的涡流深度较浅，从而使得可以检测到表面以下一定深度范围内的缺陷或异物。

脉冲涡流技术通过传感器将脉冲电流引入被检测材料中，检测被测材料中的缺陷或异物。

传感器接收到被测材料中反馈的信号，并将其转化为电信号进行处理。

通过分析这些信号的变化，可以确定被测材料中存在的缺陷类型、位置和大小。

脉冲涡流技术具有高灵敏度、高分辨率、快速检测速度等优点。

在航空航天、铁路运输、核电等领域得到广泛应用。

例如，在飞机发动机叶片的质量检测中，脉冲涡流技术可以快速准确地检测出叶片表面的微小裂纹，确保飞机的安全飞行。

在核电站的管道检测中，
脉冲涡流技术可以检测出管道壁厚度的变化，预防管道泄漏的发生。

总的来说，脉冲涡流技术是一种高效、准确的非破坏性检测技术，对于提高材料检测的效率和准确性具有重要意义。

随着科技的不断发展，脉冲涡流技术将会在更多领域得到广泛应用，为各行业的质量控制和安全保障提供有力支持。

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。

脉冲涡流检测技术主要用于检测亚表面及多层金属结构缺陷。

脉冲激励与金属结构缺陷之间发生相互作用, 在探头中引起的瞬态响应信号包含大量的缺陷信息, 使之具有快速定量检测缺陷的潜力, 但对响应信号的解释还是具有一定的难度。

传统的电涡流检测( ECT)采用感应线圈探头及单一正弦波或多个离散频率连续谐波作为激励。

这样的检测的激励信号只能是一定频率的正弦交流信号。

随着检测频率的增加，检测性能增加，但是仅限于表面检测，渗透深度不明显。

频率减小，渗透深度增加，检测性能，检测的灵敏度又减小。

众所周知，由于宽带脉冲信号可按傅里叶级数变换理论分解为各种频率的正弦波，所以能弥补这一检测缺陷。

入射磁场与工件中瞬态涡电流产生的“反射磁场”形成的合成磁场能被线圈检测到。

如果工件中有缺陷, 则线圈检测到的瞬态磁场就会发生变化, 可以据此来评价金属结构的厚度、缺陷位置和尺寸。

主要通过电导率和磁导率来反应缺陷。

1空气范围没必要取那么大，因为线圈相对较小，空气太大计算量大，具体取多大合适需要试，2和3 可以按我论文取 4 对，因为探头下方是主要的涡流感应区，画密一些有必要。

5 扶正机构就是检测过程代替人工扶持探头的。

电磁/电涡流测厚原理及测厚仪测厚仪是如何工作的对材料表面保护、装饰形成的覆盖层，如涂层、镀层、敷层、贴层、化同学成膜等，在有关国家和国际标准中称为覆层（coating）。

覆层厚度测量已成为加工工业、表面工程质量检测的紧要一环，是产品达到优等质量标准的必备手段。

为使产品国际化，我国出口商品和涉外项目中，对覆层厚度有了明确的要求。

覆层厚度的测量方法紧要有：楔切法，光截法，电解法，厚度差测量法，称重法，X射线荧光法，β射线反向散射法，电容法、磁性测量法及涡流测量法等。

这些方法中前五种是有损检测，测量手段繁琐，速度慢，多适用于抽样检验。

X射线和β射线法是无接触无损测量，但装置多而杂昂贵，测量范围较小。

因有放射源，使用者必需遵守射线防护规范。

X射线法可测极薄镀层、双镀层、合金镀层。

β射线法适合镀层和底材原子序号大于3的镀层测量。

电容法仅在薄导电体的绝缘覆层测厚时接受。

随着技术的日益进步，特别是近年来引入微机技术后，接受磁性法和涡流法的测厚仪向微型、智能、多功能、高精度、应用化的方向进了一步。

测量的辨别率已达0.1微米，精度可达到1%，有了大幅度的提高。

它适用范围广，量程宽、操作简便且价廉，是工业和科研使用广泛的测厚仪器。

接受无损方法既不破坏覆层也不破坏基材，检测速度快，能使大量的检测工作经济地进行。

测量原理与仪器一．磁吸力测量原理及测厚仪永久磁铁（测头）与导磁钢材之间的吸力大小与处于这两者之间的距离成确定比例关系，这个距离就是覆层的厚度。

利用这一原理制成测厚仪，只要覆层与基材的导磁率之差充分大，就可进行测量。

鉴于大多数工业品接受结构钢和热轧冷轧钢板冲压成型，所以磁性测厚仪应用广泛。

测厚仪基本结构由磁钢，接力簧，标尺及自停机构构成。

磁钢与被测物吸合后，将测量簧在其后渐渐拉长，拉力渐渐增大。

当拉力刚好大于吸力，磁钢脱离的一瞬间记录下拉力的大小即可获得覆层厚度。

新型的产品可以自动完成这一记录过程。

不同的型号有不同的量程与适用场合。

脉冲涡流检测技术在铁路机车车轮探伤中的应用解析摘要：脉冲涡流(Pulsed Eddy Current,PEC)检测技术是用于检测铁磁性材料近表面缺陷的一种新型无损检测技术,它是利用脉冲信号进行激励,并对脉冲响应的一定特征参数进行处理的涡流检测方法,通过判断检测到的磁场最大值出现时间来达到对被检工件缺陷定性、定位和定量的目的.通过对铁路机车车轮轮芯质量状况及其检测手段现状进行调查并就脉冲涡流检测技术的工作原理、脉冲涡流检测仪设计和研制中的关键技术,以及在铁路机车车轮检测中的现场应用效果进行了论述,说明脉冲涡流检测技术是当前检测机车车轮轮芯缺陷的先进方法。

关键词：脉冲涡流检测技术；铁路机车；车轮探伤；应用解析脉冲涡流检测技术是在不损坏工件或原材料工作状态的前提下，对被检验部件的表面和内部质量进行检查的一种测试手段，近年来在铁路行业广泛使用。

铁道部曾在1987年颁布《铁道部关于铁路机车零、部件脉冲涡流检测技术规则》，其中就对脉冲涡流检测技术的重要性，脉冲涡流检测技术人员的技术资格以及脉冲涡流检测技术的技术标准作了明确的规定。

之后，铁道部又相继颁布了针对各零部件的脉冲涡流检测技术的详细标准，为铁路产品的生产及检测提供了有力的理论依据。

1、涡流检测技术优势基于焊缝探伤超声波检测存在的不足，结合铝热焊断轨情况的统计分析，对焊缝探伤采取以超声波检测为主、涡流检测为辅的方式，将涡流检测技术引入焊缝探伤中。

1.1 焊缝折断数据分析通过对多年焊缝折断情况的分析，认为涡流检测技术可以帮助检测出绝大多数的焊缝伤损，从而减少断轨的发生。

以太原局集团公司2017年焊缝折断情况为例，在伤损导致的焊缝折断中，除1处为铝热焊内部疏松缺陷涡流检测无法发现外，其余导致焊缝折断的伤损均为涡流探伤可检测的开口型伤损（与空气相连接），占焊缝伤损导致断轨总数的92%。

1.2技术优势分析涡流检测是一种利用电磁感应原理检测金属材料表面缺陷的探伤方法，其基本原理是用激磁线圈使导电构件内产生涡电流，借助探测线圈测定涡电流的变化量，从而获得构件缺陷的有关信息。