涡流检测技术
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
剂，因此检测速度快，对管、棒材的探伤每分钟可检查几十米；对丝、线材的探伤每分钟可达几百米，甚至上千米，因此，易于实现自动化检测。
②表面、亚表面缺陷检出灵敏度高。由于感生涡流渗入被检试件的深度与试验频率的平方根成反比，这个深度不大，因此，涡流检测通常被认为是一种检测表面或近表面质量的无损检测技术。常用试验频率的范围为几赫兹至几兆赫兹（特殊的可高达上百兆）。
③能在高温状态下进行检测。由于高温下的导电试件仍然具有导电性质，涡流检测不受材料温度的影响，因此，可在该状态下对导电体进行检测，如热丝、热线、热管、热板。尤其重要的是当加热到居里点以上，钢材消除了磁导率的影响，可以象非磁性金属那样，用涡流法进行探伤、材质试验以及进行板厚、管壁厚或复盖膜层厚度的测量。
④多用途的检测技术。对试件中涡流产生的影响因素主要有：金属物体的电导率和磁导率、试件的尺寸和形状、线圈和试件间隙的大小、试件内部的缺陷等。因此，涡流可以应用于多个不同的领域，除探伤外，还能测量工件的电导率、磁导率、晶粒尺寸、热处理状态和工件几何尺寸，涂层（或镀层）厚度。它适用于铁磁性、非铁磁性金属或金属工件的各种物理的、组织的冶金状态检测。
⑤抑制多种干扰因素。涡流检测能对试件性能的多种参数作出反应，因此，是一种多用途的检测方法。同时，由于检测中对多种参数的敏感反应，工件的无关参数将形成多种干扰信号，严重的干扰信号可影响对有效信号的辨认，给检测结果的判断带来困扰。这就要求在检测时，应采用各种有效措施来消除干扰因素的影响，确保检测的可靠进行。
⑥检验结果可以实时显示和通过磁带机、光盘和软硬磁盘记录长期保存，且可在必要时回放重现，并进行分析。
6. 简述涡流检测仪器的基本结构（即产生涡流的基本条件）。
根据电磁感应的互感原理，只有两个导体之间才
能产生互感效应。故产生涡流的基本条件是：能产生
交变激励电流及测量其变化的装置，检测线圈（探头）
和被检工件（导体）。通常受检工件包括金属管、棒、
线材，成品或半成品的金属零部件等。
7．简述涡流检测原理――电阻抗的测量。
涡流检测就是通过测量涡流传感器的电阻抗（Z
impedance）变化值实现的，电阻抗包括阻抗（R resistance）
和电抗（X reactance）。
8．什么是阻抗平面图？
以阻抗R为横坐标，电抗X为纵坐标形成直角坐标系，
通过涡流仪器测定检测线圈的电阻抗变化量，可在上述坐标系
标记一个点P。P点是一矢量点，具有一定的幅度（amplitude）
和相位（phase），电阻抗变化在阻抗平面图上的表现：由于各
种因素造成涡流信号分量——阻抗R或电抗X值的变化，阻
抗平面图上的涡流检测信号矢量点p将随之发生位移，P点位
移后涡流信号的幅度（Z，amplitude/distance）和相位
（θ,phase/direction）也随之发生改变。P点变动的轨迹图
即阻抗平面图。
9．影响涡流信号矢量点P移动的因素有哪些？
由于各种因素的作用，如试样的电导率、磁导率、外形尺寸等等，将引起涡流矢量点P 在阻抗平面图上位移，P点的移动形成各种各样的轨迹，称为阻抗平面图。通过分析涡流仪检出阻抗平面图，可以判断试样的一些特性。
10．什么是电导率（σ）？
用于描述电流通过导体难易程度
的量值，同一导体的电导率与其电阻
成反比。当被测物体（简称试件）的
电导率σ变化时，涡流的流动将出现相应的改变，阻抗图上涡流信号矢量点P也将移动。11．如何测定试件的电导率？
因为电导率σ的变化会引起涡流Ie发生变化，所有可以运用Ie与σ之间的内在联系，根据不同的Ie值来推测σ的值，也就是说我们可以运用涡流技术来测量不同金属材料的电导率。只要我们能将不同电导率的金属材料产生的涡流值做一个对应曲线（或称为标定曲线），便可很容易地测出任何一种未知金属材料的导电率σ。这就是涡流技术运用于电导率测量的原理。
12．影响电导率的因素有哪些？
①.杂质含量：杂质影响材料中原子的排列，引起电阻率增大。
②.温度：在一定范围内，材料的电阻随温度的变化而变化。
③.冷热加工：材料的冷热加工，可能产生内应力而使材料的
阻抗改变。
④.合金成分：对于固溶合金，电阻率随着合金成分的增加而增加。
⑤.应力：在弹性范围内，单向拉伸或扭转会提高导体的电阻率。
13. 简述涡流检测试件形变、厚度的原理？
同样电导率的试件，由于几
何形状的变化，如厚薄不一，出
现凹坑，或者检测线圈位于试件
的边缘处等，原来涡流场将受到
影响而发生畸变，这样便产生涡
流信号矢量点的变化。
根据几何形状不同会引起涡流信号变化的原理，可将涡流仪应用于测厚等，在蒸发器传热管道涡流检查中发明了“蒸发器胀管区轮廓曲线软件”（Profilometaruy Software）。
14．什么叫边缘（端头、端尾）效应？
当检测线圈移动到板状试件的边缘、凹坑、或减薄
处时，涡流场便发生畸变，这种现象在涡流检测技术中
称之为“边缘效应”。若被测物体是棒状、丝状或线状
以及管状，这种现象便称之为“端头效应”或“端尾效
应”。涡流的畸变可反映于阻抗平面图中，下图为电导率相同而厚度不同的试样经涡流检测显示的阻抗平面图。
15. 简述“提离效应”和运用涡流测量金属表面的非金属涂层（如油漆厚度）厚度的原理。
当检测线圈与被测试件之间的相对位置发生
变化时，检测线圈在试件上产生的涡流密度就会
改变。检测线圈与试样的相对距离逐步增加，涡
流密度逐渐减小，涡流信号矢量点P可在阻抗平
面图中出现移动，形成变化的轨迹。这种现象称
之为“提离效应”（lift-off effective）。运用该原理可测量金属表面的非金属涂层（如油漆厚度）的厚度，或低电导率试样上高电导率覆盖层的厚度。当检测线圈远离（假设无穷远）试样时，试样中便没有涡流形成。
探头从中等电导率的试样提离（lift-off），在试样与探头间形成不同间隙（probe Spacing）时，阻抗平面图随之出现相应的变化；以上情况可看作在检测具有中等电导率试件时，试件上覆盖着不同厚度的低导电层（或非导电层）物质。
16．什么是磁导率（μ）、实际磁导率、相对磁导率？
不同物质在相同磁场H中的磁感应强度B值是不一样的。为了反映这种变化，引入磁导率的概念。磁导率又叫磁导系数，它表示了材料磁化的难易程度，用符号μ表示。磁导率是物质磁化时磁感应强度的比值，反映了物质被磁化的能力。μ＝B / H
假如试样的电导率σ不变，而其磁导率μ发生变化，磁导率的改变同样影响试样中涡
流的流动状况，使阻抗平面图中涡流信号矢量点P发生移动．
磁导率μ通常可分为实际磁导率（μ）、相对磁导率（μr通常为一个常数）和真空磁导率（μ0）。三者的关系为：μ=μ0μr
17. 铁磁性材料涡流探伤时，为什么必须应用磁饱和技术？
铁磁性材料检测时，其磁导率随着激励电流形成的外加交变磁场H的变化而变化，使阻抗平面图上涡流信号矢量点P变化不定，严重干扰涡流仪对铁磁性材料的探伤等。所以对铁磁性材料的涡流探伤一般都要应用磁饱和技术，即增设一个磁饱和线圈。
18．简述磁饱和技术原理。
右图所示的曲线，表示试件在外加磁场H作用下其磁感应
强度B逐渐增大，二者之间的关系是：起初试样的磁感应强度
B随外加磁场H的逐渐加大而急剧增大（如右图曲线oa段）；
但当外加磁场H继续增大时，试样的磁感应强度B值虽继续增
大，但速率已大大减小（如右图曲线ab段）；当磁场强度H增大到一定值（如右图曲线b 点）以后，试样的磁感应强度B值几乎不再增大。说明磁感应强度已达到一个相对的极限值，或者说试件被磁化到了一个极限值（即“磁饱和”）。
右图表示试件的相对磁导率μr随外加磁场强度H的增加而
变化的情况。假设试样原来相对磁导率μr位于L点，当外加磁
场H作用于试件，且H的磁场强度逐渐增大；起初相对磁导率
μr的值随H的增大急剧增大（如右图曲线Lm段）。当H继续
增大时，相对磁导率μr反而减小（如右图曲线mn段），最后达
到一个相对的极限值n，实验表明n值约为1。
综上所述，涡流检测铁磁性试样时，在试件上施加一个足够大的磁场（磁饱和的使用），可以将试件原来变化的磁导率控制在一个相对稳定的值中（即1）。
非铁磁性材料的μr值为1。
19．影响响磁导率的因素有哪些？
①化学成分和热处理状态：材料的纯度越
高，磁导率越大，矫顽力就越小；金属晶粒界线
位错越少或应力越小也使磁导率越高，矫顽力就越小。热处理对金属磁性也有明显影响。
②冷加工：冷加工会使金属的晶粒点阵结构发生变化，磁导率也随之发生改变。
③温度：磁性材料的磁性是随着温度而改变。
20．什么叫材料的不连续性、缺陷？
“不连续性”是指材料在机械、金属等物理特性方面缺乏均一性，它们可以用无损检测方法测出来。缺陷是不连续性的一部分，但不连续性不一定是缺陷。通常把能够引起或可能引起材料在固性方面的中断或不连续性称为缺陷，它将降低材料的强度和工作特性。
另外，缺陷还可分为两类：一类是超标缺陷，国外用(Defects) 表示，是由累计的影响（例如裂纹总长等）而使材料或产品不能满足验收标准或技术要求的一种不连续性，即不合格性。一类是对材料或产品的坚固性有不良影响但尚可容许的不连续性，称为容许缺陷，用(Flaw) 表示。
材料的不连续性，如裂纹，凸或凹、划伤、磨损等，会影响涡流的流动，使阻抗平面图中涡流信号矢量点P发生移动。
21．如何确定涡流的标准渗透深度（δ）？
当涡流探头接触试件（导电材料）时，
试件内便形成涡流，涡流在试件内的分布是
不均匀的。涡流的分布随着深度的增加按指
数函数方式而衰减，即距离探头线圈越大，
涡流的密度越小．
假设涡流在试件表面的密度为1，随着
深度的增加，试件中的涡流密度逐渐衰减。
当衰减到0.37时，正好为一个渗透深度（即
1个δ），或称之为一个标准渗透深度。换句话说，所谓标准渗透深度指的是涡流密度由表面上的100％衰减到37％时的深度。
同一材料检测频率不同时，渗透深度与频率的平方根成反比，即低频的渗透深度大于高频。同一检测频率对不同材料检测时，
渗透深度不同。
22．什么叫涡流的趋肤效应（或集肤效应）？
涡流主要集中在被检试样的表面、亚表面，在一个渗透深度处涡流密度仅为表面的 37％，且当检测频率 f 越大，试样的电导率和磁导率越大，涡流的渗透深度越小。这种现象称为趋肤效应（或集肤效应）。
因此，普通涡流仪对受检试件表面、近表面缺陷的灵敏度较高，试样深处缺陷的检测灵敏度较低，为了检测试件深处的缺陷，
检测仪器必须选择较低的频率，但检测频
率太低会降低仪器的灵敏度，增加误差。
23．什么叫相位滞后？
涡流检测时，试件不同深处的缺陷将
引起涡流信号矢量点P 的相位角变化，即涡流信号相位角自试样表面向深处按渗透深度成线性滞后。其滞后角度的大小由下式计算：
s
p m q g f X x =
式中q x ：为滞后相位角
X ：为缺陷深度
由于涡流的以上特性，因此，试件中同样的缺陷，深处缺陷的涡流信号与表面缺陷的涡流信号相比较，前者幅度较小且相位角较大，检测时必须注意分析鉴别。
24．什么叫填充系数？
填充系数指的检测线圈（探头）与试样之间的耦合度（间隙）。填充系数越大，探头与试样吻合越好，电磁感应（或互感）的效率越高，检测灵敏度越高。
若填充系数太小，由于探头尺寸与试件间隙太大，或因传动装置不良，机械传动引起的偏心太大，或操作不当，可引起提离效应增大，出现干扰信号。管道检测时，如果填充系数太大，可影响探头运动，同时容易损坏探头。一般要求填充系数η＞0.75，同时要求尽可能保证探头与试件之间的相对运动维持稳定。
25．什么叫信噪比（S/N）？何分辨率如何？
检测信号幅度（S）与噪声信号（干扰信号）幅度（N）的比值称为信噪比．一般要求涡流仪器的信噪比大于或等于3，即S/N ≥3：1。信噪比反映涡流检测系统的灵敏度，是涡流仪性能好坏的重要指标之一。信噪比太小，灵敏度低，不易识另与判定伤信号，导致漏检．
分辨力（或分辨率）指的是涡流系统能区分开两个相邻缺陷的能力。所能区分的这两个相邻缺陷的距离越小，分辨率越高，反之，分辨率就低。
26．简述涡流传感器的分类。
涡流传感器的类型多种多样，分类方法也不少，常见的分类方法有以下几种：
①按激励源的波形和数量的不同进行分类，有正弦波、脉冲波和方波等。
②按检测线圈输出信号的不同分类，有参量式和变压器式两类。参量式线圈输出的信号是线圈阻抗的变化，一般它既是产生激励磁场的线圈，又是拾取工件涡流信号的线圈，所以又叫自感式线圈。变压器式线圈，输出的是线圈上的感应电压信号，一般由两组线圈构成，一个专用于产生交变磁场的激励线圈（或称初级线圈），另一个用于拾取涡流信号的线圈（或称次级线圈），又叫互感式线圈。
③检测线圈和工件的相对位置分类，有外穿过式线圈、内通过式线圈和放置式线圈三类。
④按线圈的绕制方式分类，有绝对式、标准比较式和自比较式三种。
⑤按传感器线圈绕组磁通方向的不同分类，一般把平行于工件轴线的磁通方向称为“轴向”，而垂直于轴线的磁通方向称为“法向”。
27．什么叫外穿过式线圈（探头）？
因检测线圈位于工件的外部而得名，这种线圈是
将工件插入并通过线圈内部进行检测。它能检测管材、棒材、线材等，是可以从线圈内部通过的导电试件。由于采用穿过式线圈，容易实现涡流探伤的批量、高速检验，且易实现自动化检测。因此，广泛地应用于小直径的管材、棒材、线材试件的表面质量检测。
28．什么叫内通过式线圈（探头）？
内通过式线圈，在对管件进行检验中，有时必须把探头放入管子的内部，这种插入试件内部进行检测的探头称为内通过式探头，也叫内部穿过式线圈，它适用于冷凝器管道（如钛管、铜管等）的在役检测。
29．什么叫放置式线圈（探头）？
放置式线圈又称点式线圈或探头。在探伤时，把线圈放
置于被检测工件表面进行检验。这种线圈体积小，线圈内部
一般带有磁芯，因而具有磁场聚焦的性质，灵敏度高。它适用于各种
板材、带材和大直径管材、棒材的表面检测，还能对形状复杂的工件
某一区域作局部检测。
30．什么叫绝对式线圈（探头）？
直接测量线圈阻抗的变化，在检测时可用标准试件放入线圈，调整仪器，使信号输出为零，再将被试工件放入线圈，这时，若仍无输出，表示试件和标准试件的有关参数相同。若有输出，则依据检测目的不同，分别判断引起线圈阻抗变化的原因是裂纹还是其他因素。这种工作方式可用于材质的分选和测厚，又可进行探伤。
31．什么叫标准比较式线圈（探头）？
典型的差动式涡流检测，采用二个检测线圈反向联接成为差
动形式。一个线圈中放置标准试件（与被测试件具有相同材质、
形状、尺寸且质量完好），而另一个线圈中放置被检试件。由于这
两个线圈接成差动形式，当被检试件质量不同于标准试件（如存在裂纹等）时，检测线圈就有信号输出，因而实现对试件的检测目的。
32．什么叫自比较式线圈（探头）？
自比较式是标准比较式的特例。采用同一检测试件的不同部分作
为比较标准，故称为自比较式。两个相邻安置的线圈，同时对同一试件相邻部位进行检测时，该检测部位的物理性能及几何参数变化通常是比较小的，对线圈阻抗影响也比较微弱。如果将两个线圈差动联接，这种微小变化的影响便几乎被抵消掉，如果试件存在缺陷，当线圈经过缺陷（裂纹）时将输出相应急剧变化的信号，且第一个线圈或第二个线圈分别经过同一缺
陷时所形成的涡流信号方向相反。
33．如何选择涡流探头？
根据被检对象的几何形状选择。如测面材时选择点探头；管、棒、丝材的在线探伤常选择外穿过式探头或平面组合探头；电力、石化等在役管道的检测常选择内通过式探头。
根据检测目的选择。如测量电导率可选用绝对式或差分式点探头。
根据特定的测试对象及其检测部位选择特制专用探头。如检测蒸发器传热管的一般弯管则使用填充系数较大，而且使用寿命较长的串珠状易弯探头。
34．简述常用涡流仪器的选择。
根据具体检测对象和检测目的，选择具有不同功能的涡流仪。如：飞机机身检测可使用便携式涡流仪，如SMART-97、SMART-2097、EEC-39、EEC-35+等；冶金在线管、棒、线材的探伤可选择智能涡流探伤仪；如EEC-22+ 、EEC-30+、EEC-24K、EEC-33、EEC-51、EEC-58等。对于蒸发器传热管或换热器有色金属管道的在役检测可选用EEC-96、39RFT++、39RFT+、EEC-39、EEC-35++多频涡流检测仪；对材料分选检测可用EEC-41、EEC-41+型。对于铁磁性材料探伤可选用智能远场涡流仪；如EEC-35RFT、EEC-37RFT、EEC-39RFT、39RFT++、39RFT+等。
35．什么叫单频涡流技术？
早期的涡流探伤仪通常仅能对检测线圈施加一个频率的激励脉冲，通过阻抗分析法（或称相位分析法）对检测信号进行分析，这种采用单频率的相位分析法，最多只能鉴别受检工件中的两个参数（即只能抑制一个干扰因素的影响）。单频涡流检测可用于对管、棒、线材等金属产品的探伤。
36．什么叫多频涡流技术？
由于单频涡流技术的局限性，对许多复杂重要构件的检测，如热交换器管道的在役检测，邻近的支撑板、管板等结构部件会产生很强的干扰信号，用单频涡流很难准确地检出管子的缺陷；又如对汽轮机叶片、大轴中心孔和航空发动机叶片的表面裂纹、螺孔内裂纹、飞机的起落架、轮毂和铝蒙皮下缺陷的检测，具有多种干扰因素待排除，为了使涡流仪器能在试验中同时鉴别更多的参数，就需要增加鉴别信号的元器件，以便获得更多的试验变量，才能做
到有效地抑制多种干扰因素影响，达到去伪存真的目的，提高检测的灵敏性、可靠性和准确性，对受检工件作出正确评价。
1970年美国科学家Libby首先提出多频涡流检测技术，该方法采用几个频率同时激励检测线圈，通过传感器可同时采集到检测中的多组信号，对这些信号进行混频处理可有效地抑制多个干扰因素，一次性提取多个所需的信号（如缺陷信息、壁厚情况等）。70年代后期，国外已成功地应用这项技术进行核电站蒸汽发生器管道的役前和在役检测。80年代初，爱德森公司成功地研制出新一代EEC-39智能全数字四频涡流检测仪，并成功地用于大亚湾核电站冷凝器管道的在役检测。
38．简述单通道和多通道技术。
39．什么叫远场涡流技术？
远场涡流（RFEC. Remote Field Eddy Current）检测技术是一种能穿透金属管壁的低频涡流检测技术。它的探头通常为内通过式探头，由一个激励线圈和一个设置在与激励线圈相距约二倍管内径处的较小的测量线圈构成，激励线圈通以低频交流电，测量线圈能测到来自激励线圈的穿过管壁后返回管内的磁场信号，从而有效地检测金属管子的内壁缺陷和壁厚减薄程度。
涡流检测的新应用
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： 1.1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。 1.2涡流探伤 由于涡流的趋肤效应, 所以涡流探伤只能用来发现金属工件表面和近表面的缺陷。但由于它具有简便、不需要耦合剂和容易实现高速自动检测的优点, 因而在金属材料和零部件的探伤中得到较为广泛的应用。涡流探伤还可以用于维修检验, 某些机械产品由于工作条件比较特殊( 如在高温、高压、高速状态下工作) , 在使用过程中往往容易产生疲劳裂纹和腐蚀裂纹。对这些缺陷, 虽然采用磁粉检测、渗透检测等都很有效, 但由于涡流法不仅对这些缺陷比较敏感, 而且还可以在涂有油漆和环氧树脂等覆箅层的部件上以及盲孔区和螺纹槽底进行检验, 还发现金属蒙皮下结构件的裂纹, 因而在维修行业受到重视。 1. 3材质分选 涡流检测是, 试件的电导率和磁导率是影响线圈阻抗的重要因素, 因此, 可以通过对不同试件电导率或磁导率变化的测定, 评价某些试件的材质。对非磁性金属材料的材质试验一般是通过电率的测定来进行。测试时不需将试件再加工, 只要试件表面有较小的平面( 如7501型涡流导电仪要求为10～20mm) 以放置探头就可以了, 检测简单易行, 适合对金属材料或零件的某些性质作快速无损的检查。通过对电导率的测定, 可以实现对金属成分及杂质含量的鉴别, 对金属热处理状态和硬度的鉴别, 对各种金属材料或零件的混料的分选。可见, 应用涡流法测定的电导率为材料的品质管理、质量检验提供了一个有效的方法。对铁磁性材料的材质试验一般是通过磁特性的测定来进行。例如, 强磁化方法是利用磁性材料磁滞回线中的某些量作为检测变量。由于这些量( 如饱和磁感应强度Bm、剩磁Br、矫顽磁力 １
涡流现象及其应用检测试题(含答案和解释)
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
涡流检测试题
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。用来定义H恢复到零时的B值的术语（Ｂ）：A．矫顽力；B．剩磁；C．饱和值；D．磁滞损耗
涡流检测技术
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
无损检测----涡流阵列检测技术典型应用
目录 一、涡流阵列检测应用研究 二、涡流阵列检测应用案例 三、涡流阵列检测应用注意事项 一、涡流阵列检测应用研究 1.非铁磁性材料、均匀表面 --对比试样 ET∝f（σ，μ≈μ0, LF, 均匀性…） 均匀表面：结构或材质方面的均匀。管件、锻件、铸件等 ECA显示特点： 表面开口缺陷：幅值、相位、C扫显示∝缺陷深度 近表面缺陷：幅值、C扫显示∝埋藏深度 1.非铁磁性材料、均匀表面--工件 对于非铁磁性金属材料的均匀表面，与PT相比，ECA表面条件要求低、检测速度快、缺陷检出率高、绿色环保， 优势较为明显。 1.非铁磁性材料、均匀表面--ECA-C扫成像
绝对桥式阵列、小的线圈尺寸、多的阵列排数更有利于涡流阵列C扫成像。 均匀表面表面开口缺陷ECA-C扫成像可在一定程度上定性 2.非铁磁性材料、非均匀表面--对比试块 ET∝f（σ, LF, μ≈μ0, 均匀性…） 对接接头：局部表面出现结构或材质不均匀。 2.非铁磁性材料、非均匀表面--模拟试块 表面的不均匀性，在一定程度上影响ECA-C成像效果，直观性受到影响。焊纹也会降低检测灵敏度。 2.非铁磁性材料、非均匀平面--工件 3.铁磁性材料、均匀表面--对比试样 ET∝f（σ, LF, μ, 均匀性…） 管件、锻件、铸件等
4.铁磁性材料、非均匀表面--动态提离补偿技术 ECA C-scan Image 对接接头：局部表面出现结构或材质不均匀。 4.铁磁性材料、非均匀表面--对比试样 5.高温 奥氏体不锈钢刻槽试板高温检测实验（300℃） 6.低温
低温情况下，PT无法实施，可考虑ECA。 二、涡流阵列检测典型案例——奥氏体不锈钢对接接头 1.表面开口缺陷 ECA可以比PT更容易发现缺陷。 2.近表面缺陷 ECA可以在一定程度上检出近表面缺陷。 在线不打磨检测--动态提离补偿 动态提离补偿技术，实现了碳钢对接接头的在线不打磨表面缺陷检测。
五大常规无损检测技术之一：涡流检测(ET)的原理和特点
五大常规无损检测技术之一：涡流检测（ET）的原理和特点 涡流检测（Eddy Current Testing），业内人士简称E T，在工业无损检测（Nondestructive Testing）领域中具有重要的地位，在航空航天、冶金、机械、电力、化工、核能等领域中发挥着越来越重要的作用。 涡流检测主要的应用是检测导电金属材料表面及近表面的宏观几何缺陷和涂层测厚。 涡流检测是五大常规无损检测技术之一，其他四种是：射线检测（Radiographic Testing）：射线照相法、超声检测（Ultrasonic Testing）：A型显示的超声波脉冲反射法、磁粉检测（Magnetic Particle Testing）、渗透检测（Penetrant Testing）。 按照不同特征，可将涡流检测分为多种不同的方法： （1）按检测线圈的形式分类： a）外穿式：将被检试样放在线圈内进行检测，适用于管、棒、线材的外壁缺陷。b）内穿式：放在管子内部进行检测，专门用来检查厚壁管子内壁或钻孔内壁的缺陷。 c）探头式：放置在试样表面进行检测，不仅适用于形状简单的板材、棒材及大直径管材的表面扫查检测，也适用于形状福州的机械零件的检测。
（2）按检测线圈的结构分类： a）绝对方式：线圈由一只线圈组成。 b）差动方式：由两只反相连接的线圈组成。 c）自比较方式：多个线圈绕在一个骨架上。 d）标准比较方式：绕在两个骨架上，其中一个线圈中放入已经样品，另一个用来进行实际检测。 （3）按检测线圈的电气连接分类： a）自感方式：检测线圈使用一个绕组，既起激励作用又起检测作用。 b）互感方式：激励绕组和检测绕组分开。 c）参数型式：线圈本身是电路的一个组成部分。 涡流检测原理 涡流检测，本质上是利用电磁感应原理。 无论什么原因，只要穿过闭合回路所包围曲面的磁通量发生变化，回路中就会有电流产生，这种由于回路磁通量变化而激发电流的现象叫做电磁感应现象，回路中所产生的电流叫做感应电流。 电路中含有两个相互耦合的线圈，若在原边线圈通以交流电1，在电磁感应的作用下，在副边线圈中产生感应电流2；反过来，感应电流又会影响原边线圈中的电流和电压的关系。如下图所示：
涡流检测技术概述
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
涡流检测试题讲课讲稿
涡流检测试题
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
涡流检测的技术
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
涡流检测基本原理
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）
无损检测---涡流阵列检测技术基本原理
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=Z0 M—互感系数～提离 R2—电涡流短路环负载～路径几何尺寸，σ2 L2—电涡流短路环自感系数～路径几何尺寸，μ2
2.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。 ECA 三、涡流阵列技术工作原理 1.涡流阵列工作原理 多个涡流线圈按照一定的物理构造方式排布组成阵列，按照特定的工作模式、信号响应方式组成若干个阵列元；阵列元是代表涡流检测工作模式、信号响应方式且能独立工作的最小单元（可视为“放置式涡流探头”），每个阵列元都含有发射线圈和接收线圈（包括自发自收线圈）；为避免阵列元之间的相互串扰，通常会采用多路切换技术分时、分批激活阵列元；编码器触发仪器将阵列元的涡流检测数据及其位置数据保存；这些数据经过软 件处理，形成直观的C扫图。 1.多路切换技术 目的：避免串扰； 特点：切换速度非常快，不会影响检测。
涡流检测题库
二级试题 G001．涡流检测的最基本根源是基于物体的： A．导磁体B．传光性C．导电性D．传声性 G002．从原理上讲，下列材料中可采用涡流检测的是： Ａ．玻璃B．陶瓷C．水晶D．石墨 G003．从原理上讲，下列材料中不能采用涡流检测的是： Ａ．玻璃钢B．不锈钢C．工具钢D．轴承钢 G004．涡流检测技术主要适应于导电材料的： Ａ．中心探伤B．内部探伤C．表面及近表面探伤D．整体探伤G005．对金属圆棒材，涡流探伤较难探出的是： Ａ．表面裂纹B．近表面夹杂C．棒材中心小缩孔D．以上都是G006．为了区分各种因素对涡流的影响，在涡流探伤仪中应特别重视：Ａ．信号放大B．信号处理C．信号显示D．信号报警G007．涡流技术能适应导电材料探伤的温度是： Ａ．常温（-10~+40℃）Ｂ．高温（+800~1200℃） Ｃ．中温（+100~800℃）Ｄ．以上均可 G008．对截面材料为三角形、六角形、正方形等导电异形体，涡流探伤：Ａ．全不能采用Ｂ．全能采用 Ｃ．某一种能采用Ｄ．有两种能采用 G00 9．再通有交变电流的线圈中放入导电试件时，则在试件中就会有涡流：Ａ．感应出Ｂ．反射出Ｃ．扩散出Ｄ．激发出G010．在涡流探伤中，试件中感生出的涡流方向是： Ａ．增加激励磁场的变化Ｂ．阻碍激励磁场变化 Ｃ．与激励磁场变化无关Ｄ．与激励场强绝对值有关 G011．金属线材在进行涡流探伤时，一般采用的探头型式是： Ａ．混合式Ｂ．穿过式Ｃ．旋转式Ｄ．扫描式 G012．用涡流点探头进行涡流探伤，能适应于： Ａ．金属细丝Ｂ．钢丝绳Ｃ．方坯内部Ｄ．板材表面 G013．已装于冷凝器中的铜管如采用涡流探伤，应选用的探头型式是：Ａ．扇形Ｂ．穿过式Ｃ．点式Ｄ．内插式 G014．钢、铜、铝三种金属的导电率应符合如下关系： Ａ．δ 钢>δ 铜 >δ 铝 Ｂ．δ 铝 >δ 铜 >δ 钢 Ｃ．δ 铜>δ 铝 >δ 钢 Ｄ．δ 钢 >δ 铝 >δ 铜 G015．钢、铜、铝三种金属的电阻率应符合如下关系： Ａ．ρ 钢>ρ 铝 >ρ 铜 Ｂ．ρ 铜 >ρ 铝 >ρ 钢 Ｃ．ρ 铝>ρ 钢 >ρ 铜 Ｄ．ρ 钢 >ρ 铜 >ρ 铝 G016．材料的电阻率和导电率的关系是： Ａ．成正比Ｂ．成反比Ｃ．无关系Ｄ．相等 G017．在涡流探伤时，既有涡流磁场存在，也存在磁畴形成的自发磁场的材料是：Ａ．有色金属Ｂ．稀有金属Ｃ．铁磁金属Ｄ．贵金属 G018．铁磁材料的磁导率μ可用下述公式计算： Ａ．μ=HB Ｂ．μ=B/H Ｃ．μ=H/B Ｄ．μ=H+B G019．钢材中的磁导率μ的数值是： Ａ．恒定值Ｂ．1 Ｃ．一个随磁场强度变化的变量Ｄ．0 G020．紫铜的相对磁导率μr是： Ａ．0 Ｂ．无穷大Ｃ．约为1 Ｄ．无穷小
涡流探伤原理知识讲解
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。
各常用电磁无损检测方法原理,应用,优缺点比较
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
涡流检测有哪些新技术(作业)
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
涡流检测文献综述
摘要： 涡流无损检测是以电磁感应原理为基础的一种常规无损检测方法，在现代工业中有着广泛的应用。脉冲涡流无损检测是在涡流无损检测技术上发展起来的一种新技术。相对于传统的涡流无损检测方法，脉冲涡流具有包含的频率分量丰富、检测信号信息量大、时域分析方便等优点，因此具有广阔的应用前景。本文围绕涡流无损检测技术研究现状及其发展趋势，和脉冲涡流无损检测技术研究现状及其发展趋势展开综述分析，最终确定将深层缺陷脉冲涡流无损检测电磁场理论与实验研究作为研究课题。 本文由以下两部分组成：第一部分包括：1）涡流无损检测电磁场理论的研究现状和发展趋势；2）涡流无损检测技术的研究现状和发展趋势；3）涡流无损检测的实验研究和应用；4）深层缺陷涡流无损检测技术的研究现状和发展趋势。第二部分包括：1）脉冲涡流无损检测电磁场理论的研究现状和发展趋势；2）脉冲涡流无损检测技术的研究现状和发展趋势；3）脉冲涡流无损检测中的信号处理；4）脉冲涡流无损检测的实验研究和应用。通过以上综述分析，确定了将脉冲涡流无损检测作为研究课题，采用聚焦线圈与GMR（Giant MagnetoRestance）传感器相结合的脉冲涡流无损检测方法来实现深层缺陷检测。 关键词：脉冲涡流；深层缺陷；聚焦线圈；GMR传感器
Abstracts: Eddy current non-destructive testing is a conventional non-destructive testing method based on the electromagnetic theory, which has wide applications in modern industries. Pulsed Eddy Current Testing(PECT) is a new technique developed on the basis of eddy current testing. In contrast to conventional eddy current excitation, PEC has a lot of advantages, such as rich frequency components and informations, convenient time-domain analysis, so it has wide potential applications. Through analysis for research and development of eddy current testing and PECT, the research will focus on the theory and experiment of pulsed eddy current testing for deep-seated flaws. The paper has two parts: the first part includes: 1) the theory research and development trends of eddy current non-destructive testing.2)the technology research and development trends of eddy current non-destructive testing. 3) the experimental research and application of eddy current non-destructive testing.4)the research and development trends of deep-seated flaws.the second part include:1) the theory research and development trends of PECT.2) the technology research and development trends of PECT.3) the signal processing of PECT.4) the experimental research and application of PECT. Summary of the above analysis, WE determine to take the pulse eddy current non-destructive testing as the research topic, using the pulsed eddy current non-destructive testing methods to detect deep-seated flaws with combination of Figure-8-shaped coil coil and GMR (Giant MagnetoRestance) sensor. Key words：PEC; deep-seated flaws; Figure-8-shaped coil coil; GMR sensor