涡流检测培训资料
涡流检测涡流检测基础知识无损检测课件.(1)
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。
第3章涡流检测技术
? 逆磁质：
? 感生磁场微弱、与外磁场方向相反的物质，如铜。
? 铁磁质：
? 感生磁场强的物质，如铁，钴、镍及其合金。
? 磁导率：
相对磁导率 ：
3.2.1.3 电磁感应
? 1．电磁感应：
? 当穿过闭合导电回路所包围面积的磁通量发生变化时，回路中将产生 电流的现象。
? 法拉第感应定律 感应电动势
? 2. 自感应：
? 3.2.2 涡流检测技术原理
3.2.1 与涡流检测相关的电学和磁学基本知识
? 3.2.1.1 金属的导电性
? 3.2.1.2 金属的磁特性 ? 3.2.1.3 电磁感应
3.2.1.2 金属的磁特性
? 磁化：
? 物质在外磁场作用下感生出磁场的物理过程称为磁化。
? 顺磁质：
? 感生磁场微弱、与外磁场方向相同的物质，如铝。
? 表面或近表面缺陷检测 ? 只适用于导电材料 ? 非接触，无需耦合 ? 检测速度快，易于实现自动化 ? 适用于高温检测 ? 适用于异型材料和小零件检测
3.1.3 涡流检测的发展过程
? 1879年，英国人休斯利用感生涡流对不同的合金进行了判 断实验。
? 20世纪50年代初，德国的福斯特等人提出阻抗平面图分析 法和相似定律。
? 涡流检测根据线圈视在阻抗（信号）的变化特征获得被检材料的物理 特性或工艺特性（信息）。
of Penetration
(Skin Depth)
Eddy Current Density
High Frequency High Conductivity High Permeability
1/e or 37 % of surface density
Depth
Eddy Current Density Low Frequency Low Conductivity Low Permeability
无损检测技术涡流检测课件.
无损检测技术涡流检测课件.一、教学内容本节课我们将学习《无损检测技术》教材中第五章“涡流检测”部分。
详细内容包括涡流检测的基本原理、检测设备、检测程序、信号分析及其在实际工程中的应用。
二、教学目标1. 理解并掌握涡流检测的基本原理及方法。
2. 学会使用涡流检测设备，能够进行简单的涡流检测操作。
3. 能够分析涡流检测信号，判断材料缺陷。
三、教学难点与重点教学难点：涡流检测信号的分析和处理。
教学重点：涡流检测的基本原理、设备操作及信号分析。
四、教具与学具准备1. 教具：涡流检测仪、涡流检测演示装置、PPT课件。
2. 学具：笔记本、教材、笔。
五、教学过程1. 导入：通过展示实际工程中涡流检测的应用案例，引出涡流检测的重要性。
2. 理论讲解：（1）讲解涡流检测的基本原理。
（2）介绍涡流检测设备及其工作流程。
3. 实践操作：（1）演示涡流检测仪的操作方法。
（2）学生分组操作，体验涡流检测过程。
4. 例题讲解：讲解涡流检测信号分析的实例。
5. 随堂练习：分析给定涡流检测信号的缺陷类型。
六、板书设计1. 涡流检测基本原理2. 涡流检测设备及其操作3. 涡流检测信号分析七、作业设计答案：缺陷类型为裂纹。
2. 作业题目：简述涡流检测的基本原理及其在实际工程中的应用。
答案：涡流检测的基本原理是利用电磁感应原理，通过检测涡流的变化来判断材料缺陷。
在实际工程中，涡流检测广泛应用于金属管道、飞机叶片、汽车零件等领域的缺陷检测。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课学生对涡流检测基本原理的理解程度，以及实践操作的熟练程度。
2. 拓展延伸：研究涡流检测技术在其他领域的应用，如航空航天、核工业等。
了解新型涡流检测技术的发展趋势。
重点和难点解析1. 涡流检测基本原理的理解。
2. 涡流检测设备的操作方法。
3. 涡流检测信号的分析和处理。
一、涡流检测基本原理的理解涡流检测是基于法拉第电磁感应原理的一种无损检测方法。
当交变磁场穿过导体时，会在导体内部产生涡流。
《涡流检测》课件
检测能力。
提高检测精度与可靠性
高频涡流检测技术
研究高频涡流检测技术，以获取更丰富的信号特征，提高检测精度 和可靠性。
信号处理与模式识别
通过改进信号处理算法和模式识别技术，降低噪声干扰，提高检测 结果的可靠性。
标准化与规范化
制定涡流检测的标准化和规范化体系，确保不同设备、不同人员之间 的检测结果具有可比性。
06 涡流检测的未来发展与挑 战
新技术与新方法的探索
人工智能与机器学习
01
利用人工智能和机器学习技术，实现涡流检测的自动化和智能
化，提高检测效率和准确性。
光学涡流检测技术
02
结合光学技术，发展新型的光学涡流检测方法，实现非接触、
高灵敏度的检测。
复合涡流检测技术
03
探索多种涡流检测技术的复合应用，发挥各自优势，提高综合
详细描述
金属材料涡流检测案例包括对各种金属制品、铸件、焊接件等的检测。通过涡流 检测，可以快速准确地检测出金属材料中的裂纹、夹杂物、气孔等缺陷，为金属 材料的生产和质量控制提供重要的保障。
工程结构涡流检测案例
总结词
工程结构的涡流检测主要应用于桥梁、建筑、管道等大型结构的无损检测，以确保结构的安全性和可靠性。
03 涡流检测方法与实验
常规涡流检测
常规涡流检测是一种基于电磁感 应原理的无损检测方法，通过在 导电材料表面激发涡流来检测材
料内部的缺陷和损伤。
常规涡流检测具有快速、非接触、 无需耦合剂等优点，适用于各种 导电材料的表面和近表面缺陷检
测。
常规涡流检测的局限性在于对深 层缺陷的检测能力有限，且容易 受到材料导电率和磁导率的影响。
涡流具有热效应和磁效应，会导致导体发热和磁化，从而影响导体的磁导率和电导 率。
涡流检测
12
（2）按电联接方式分类（P75） a.绝对式：只用一个检测线圈进行涡流检测
适用场合：材质分选、涂层测厚及材料探伤
b.差动式：两个线圈反接在一起进行工作
标准比较式 自比较式
适用场合：管（棒）材表面的局部缺陷。 优缺点比较见P77表3-3。 3.对比试样 作用：检测和鉴定涡流检测仪的性能，如灵敏度、分辨
化就可发现有无缺陷。
5
H1 I1 H2 δ
原线圈的等效阻抗Z变化：
I2
Z Z ( , , , )
被测体电阻率 被测体磁导率 激励电流的频率
线圈与导体间距离
涡流作用原理
6
3.涡流的趋肤效应
趋肤效应：当交变电流通过导体
时，分布在导体横截面上的电流密度 是不均匀的，即表层密度最大，越靠 近截面的中心电流密度越小的现象。 涡流的衰减公式：
硬度HRB
时效硬化铝合金的硬度与电导率的关系
16
（3）混料分选
如果混杂材料或零部件的电导率分布带不相互重合，就可 以利用涡流法先测出混料的电导率，再与已知牌号或状态的材 料和零部件的电导率比较，从而将混料区分开。
注意事项： 1）材料厚度的影响
进行混料分选时，材料厚度至少应为涡流渗透深度的3倍。
2）环境温度的影响
40 0
P 0.5
Fe
Si 1
铜中杂质的含量%
铜中杂质的含量与电导率的关系
15
（2）热处理状态的鉴别 原理：相同的材料经过
电导率（相对值） 1.85 1.80 1.75
1.70 1.65 1.60 1.55 1.50 84 86 88
不同的热处理后不仅硬度不
同，而且电导率也不同。
铝合金
第二章 涡流检测
图2-13 非屏蔽探头
图2-14 屏蔽探头
4、提离效应的影响
图2-15 提离效应的矢量变化方向
2.1.1 电磁感应现象
• 电磁感应现象是指电与磁之间相互感应的现象，包括电感生磁和 磁感生电两种情况。 1、电感生磁最著名的是奥斯特实验，如图所示。当电流通过导 体时，其附近平行放置的磁针发生偏转，说明在通电导体附近存在 磁场，即电生磁现象。
• 2、电流可以产生磁场，反过来磁场也可以感应产生电场。 实验1：磁铁穿过线圈，如图所示。当穿过闭合导体回路所包围 面积内的磁通量发生变化时，回路中产生感应电流。 实验2：导线切割磁力线，如图所示。当闭合回路中的一段导线 切割磁力线运动时，导线中产生感应电流。
图2-4 磁感生电现象 a)磁铁穿过线圈 b)导线切割磁力线
பைடு நூலகம்
• 根据涡流检测的基本原理，涡流检测的过程为： 激励线圈产生交变磁场→被检测导体材料中感应涡流→涡流磁 场改变原磁场→线圈电压阻抗发生变化→判断被检测导电材料的特 性。 涡流检测过程可分为电生磁、磁生电、电生磁三个过程：探 头通入交变电流，线圈建立交变磁场（电生磁）；探头靠近被检 导电材料，由线圈交变磁场通过导电材料与之发生电磁感应作用， 在导电材料内产生涡流（磁生电）；导电材料的涡流会产生自己 的磁场（电生磁）。
造成涡流流通路径畸形的原因如下：
• 1、由于导电材料不均匀会导致磁导率、电导率的不同，是涡流 流通路径发生改变，导致涡流的大小、相位发生改变。 • 2、如果被检测件存在缺陷（如表面裂纹），则会阻碍涡流流过， 因涡流只能存在于导体材料中，故会导致涡流流通路径的畸变， 最终影响涡流磁场，使得涡流强度降低。 探头放置在被检材料表面上，一旦缺陷干扰了涡流的流动路径 并使涡流的强度减弱，就能被检测出来。
2024年无损检测技术涡流检测课件.
2024年无损检测技术涡流检测课件.一、教学内容本节课我们将学习《无损检测技术》教材的第四章“涡流检测”。
具体内容包括：涡流检测的原理、设备、操作步骤，以及在实际工程中的应用案例分析。
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，并能够独立进行操作。
3. 能够分析并解决涡流检测过程中遇到的问题。
三、教学难点与重点教学难点：涡流检测设备的使用方法及操作步骤。
教学重点：涡流检测原理及其在实际工程中的应用。
四、教具与学具准备1. 教具：涡流检测设备一套，多媒体教学设备。
五、教学过程1. 实践情景引入（5分钟）利用多媒体设备展示涡流检测在工业生产中的应用案例，引导学生思考涡流检测在实际工程中的重要性。
2. 理论讲解（15分钟）详细讲解涡流检测的原理、设备及其操作步骤，使学生对其有全面了解。
3. 例题讲解（15分钟）通过具体例题，讲解涡流检测在实际工程中的应用，引导学生掌握涡流检测的操作方法。
4. 随堂练习（10分钟）分组进行随堂练习，让学生亲自动手操作涡流检测设备，加深对知识的理解。
5. 课堂小结（5分钟）六、板书设计1. 涡流检测原理2. 涡流检测设备及其操作步骤3. 涡流检测在实际工程中的应用案例分析七、作业设计1. 作业题目：请简述涡流检测的原理，并分析涡流检测在实际工程中的应用。
2. 答案要点：涡流检测原理、设备、操作步骤、应用案例。
八、课后反思及拓展延伸2. 拓展延伸：鼓励学生深入了解涡流检测技术的发展趋势及其在其他领域的应用，提高学生的综合素养。
重点和难点解析1. 教学难点与重点的确定2. 教具与学具的准备3. 教学过程中的实践情景引入、例题讲解和随堂练习4. 板书设计5. 作业设计6. 课后反思及拓展延伸一、教学难点与重点的确定（1）涡流检测设备的使用方法及操作步骤是教学难点，因为这涉及到实践操作，学生需要熟悉设备的结构、功能及操作流程。
《涡流检测》课件
涡流检测的应用领域
金属材料检测
涡流检测广泛应用于金属材料的检测，如钢铁、铜、铝等，可检 测表面和近表面的缺陷、裂纹、夹杂物等。
非导电材料检测
对于非导电材料，如玻璃、陶瓷等，涡流检测同样适用，可检测表 面和内部的裂纹、气孔等。
复合材料检测
涡流检测在复合材料检测中也有广泛应用，可检测复合材料的层间 缺陷、脱粘等。
电磁感应基础
电磁感应原理
01
当导体在磁场中作相对运动时，会在导体中产生电动势或电流
的现象。
法拉第电磁感应定律
02
当穿过闭合回路的磁通量发生变化时，回路中会产生感应电流
。
楞次定律
03
感应电流的方向总是阻碍引起它的磁通量的变化。
涡流的产生与性质
涡流的产生
当动，形成电涡流 。
VS
详细描述
复合材料检测案例中，涡流检测技术被广 泛应用于复合材料的无损检测。涡流检测 可以快速检测出复合材料中的界面脱粘、 分层等缺陷，且对缺陷的定位和定量精度 较高。同时，案例也分析了涡流检测在复 合材料无损检测中的局限性，如对某些特 定类型的复合材料可能不适用等。
05 涡流检测的未来发展与挑 战
详细描述
管道检测案例中，涡流检测技术被广泛应用于石油、化工、电力等行业的管道无损检测。通过涡流检测，可以快 速检测出管道内部的裂纹、腐蚀等缺陷，提高检测效率，降低维护成本。同时，案例也分析了涡流检测在管道检 测中的局限性，如对非金属材料不敏感等。
金属板材检测案例
总结词
金属板材检测案例展示了涡流检测在金属板材无损检测中的应用，通过案例分析，了解涡流检测在金 属板材检测中的优缺点。
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THANKS
涡流检测的优缺点
《涡流检测技术》课件
《涡流检测技术》课件一、教学内容本节课我们将学习《涡流检测技术》的相关知识。
内容涉及教材第十五章第三节，主要讲解涡流检测的原理、方法及其在实际工程中的应用。
详细内容包括涡流产生的物理机制、涡流检测设备的基本构成、检测信号的解析与处理等。
二、教学目标1. 理解并掌握涡流检测的基本原理和方法。
2. 学会使用涡流检测设备进行实际工程检测。
3. 能够分析并处理涡流检测信号，对检测结果进行准确判断。
三、教学难点与重点重点：涡流检测原理、检测设备的使用方法、信号处理与分析。
难点：涡流检测信号的解析与处理，对检测结果进行准确判断。
四、教具与学具准备1. 教具：涡流检测设备一套，包括探头、信号发生器、信号接收器等。
2. 学具：教材、笔记本、计算器。
五、教学过程1. 实践情景引入（5分钟）通过展示涡流检测在工程中的应用实例，让学生了解涡流检测技术的实用性和重要性。
2. 理论讲解（15分钟）详细讲解涡流产生的物理机制、涡流检测原理、检测设备的基本构成及工作原理。
3. 例题讲解（10分钟）结合实际工程案例，讲解如何使用涡流检测设备进行检测，以及如何处理检测信号。
4. 随堂练习（10分钟）学生分组进行涡流检测设备的操作练习，教师指导并解答学生疑问。
5. 信号处理与分析（10分钟）教师演示如何对涡流检测信号进行解析与处理，引导学生学会判断检测结果。
六、板书设计1. 涡流检测原理2. 检测设备基本构成3. 信号处理与分析方法七、作业设计1. 作业题目：分析某实际工程中的涡流检测数据，判断检测结果的正确性。
2. 答案：根据教材及课堂所学，给出检测数据的解析过程及结果判断。
八、课后反思及拓展延伸2. 拓展延伸：引导学生关注涡流检测技术的发展动态，了解其在其他领域的应用。
重点和难点解析1. 涡流检测原理的理解。
2. 检测设备的操作方法。
3. 检测信号的解析与处理。
4. 作业设计中实际工程案例的分析。
一、涡流检测原理的理解1. 磁场与导体相互作用产生涡流的物理机制。
第三章 涡流检测
（2） 导电管件的内通式线圈。将线圈插入并通过被检管 材(或管道)内部进行检测的线圈为内通式线圈。 ① 薄壁管件。用内通式线圈检测薄壁管件时，其线圈阻 抗的变化情况可借用穿过式线圈的阻抗图加以分析。
② 厚壁管件。对于非铁磁性材料的厚壁管件，其特征频
率为
fg
式中： di为管件内径。
506606
2 XM
Z 0 R1 jX 1 R1 jL1
R X
2 2
2 2
R2 j
2 XM
R X
2 2
2 2
X2
X M M 互感抗
（3-2）
将次级线圈的折合阻抗与初级线圈自身的阻抗的和称为 初级线圈的视在阻抗Zs，即
Z s Rs jX s R1 Re j( X 1 X e )
E21 M d I1 dt , E12 M
M L1 L 2
d I2 dt
M 为两个线圈的互感系数
耦合系数 K=
， L1和 L 2 线圈1和线圈2的自感系数
3.2 涡流检测的阻抗分析法
线圈耦合电路
一、 检测线圈的阻抗和阻抗归一化
1） 检测线圈的阻抗
设通以交变电流的检测线圈（初级线圈）的自身阻抗为Z0，
（4） 缺陷。 （5）检测频率。
2） 其他常用类型检测线圈的阻抗分析
（1） 内含导电管材的穿过式线圈。
① 薄壁管件。 对非铁磁性材料的薄壁管件，特征频率为
fg 506606
r d i
（3-7）
式中：di为管件内径；δ为管件壁厚。管件的填充系数η=(da/dc)2，
其中，da为管件外径，dc为线圈内径。 ② 厚壁管件。厚壁管穿过式线圈的阻抗曲线位于圆柱体和 薄壁管两者的曲线之间。
《涡流检测》课件
《涡流检测》课件一、教学内容本节课的教学内容来自于《无损检测》一书的第五章，主要讲述涡流检测的原理、设备和应用。
具体内容包括：涡流检测的基本原理、涡流检测的设备组成、涡流检测的适用范围和限制、以及涡流检测在实际工程中的应用案例。
二、教学目标1. 让学生了解涡流检测的基本原理，理解涡流检测的设备组成和工作方式。
2. 通过实例分析，使学生掌握涡流检测在实际工程中的应用。
3. 培养学生对涡流检测技术的兴趣，激发学生对无损检测领域的研究热情。
三、教学难点与重点1. 涡流检测的基本原理。
2. 涡流检测设备的组成和工作方式。
3. 涡流检测在实际工程中的应用。
四、教具与学具准备1. PPT课件。
2. 涡流检测设备实物图。
3. 涡流检测实例视频。
五、教学过程1. 实践情景引入：通过涡流检测设备实物图，让学生了解涡流检测在实际工程中的应用。
2. 涡流检测原理讲解：讲解涡流检测的基本原理，包括涡流的产生、发展和消失过程。
3. 涡流检测设备组成：介绍涡流检测设备的组成，包括发射器、接收器、探头等。
4. 涡流检测工作方式：讲解涡流检测的工作方式，包括断线检测、裂纹检测、材料识别等。
5. 实例分析：通过涡流检测实例视频，分析涡流检测在实际工程中的应用。
6. 随堂练习：让学生结合实例，分析涡流检测的适用范围和限制。
7. 板书设计：涡流检测原理、设备组成、应用案例。
8. 作业设计：题目1：涡流检测的基本原理是什么？答案：涡流检测的基本原理是利用交变磁场在导体中产生的涡流效应，对导体进行无损检测。
题目2：涡流检测设备主要由哪些部分组成？答案：涡流检测设备主要由发射器、接收器、探头等部分组成。
题目3：涡流检测在实际工程中有什么应用？答案：涡流检测在实际工程中可以用于断线检测、裂纹检测、材料识别等。
六、课后反思及拓展延伸1. 反思本节课的教学效果，看是否达到了教学目标。
2. 探讨涡流检测在其他领域的应用，激发学生的研究热情。
3. 搜集更多关于涡流检测的最新研究成果，下一节课与学生分享。
第3章涡流检测技术-精选文档
3.1 概 述
3.2 涡流检测基础知识 3.3 涡流检测仪器及设备 3.4 涡流检测方法 3.5 涡流检测诊断常用标准 3.6 涡流检测技术应用
3.1 概 述
3.1.1 涡流检测基本原理 3.1.2 涡流检测的应用
3.1.3 涡流检测的特点
3.1.4 涡流检测的发展过程
3.1.1 涡流检测基本原理
3.1.1 涡流检测基本原理
涡流检测
利用电磁感应原理，通过测定被检工件内感生涡流的变化来无损评定 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涡流 检测。 当检测线圈中通有交变电流时，在线圈周围产生交变磁场；当此交变 磁场相对导体作运动时，导体中会感生出涡状流动的电流。 涡流伴生的感应磁场与原磁场叠加，使检测线圈的复阻抗发生变化。 导体内感生涡流的幅值、相位、流动形式及其伴生磁场受导体的物理 特性影响，进而影响检测线圈的复阻抗。 因此通过监测检测线圈的阻抗变化即可非破坏地评价导体的物理和工 艺性能。
顺磁质：
逆磁质：
铁磁质：
磁导率：
相对磁导率：
3.2.1.3 电磁感应
1．电磁感应：
当穿过闭合导电回路所包围面积的磁通量发生变化时，回路中将产生 电流的现象。 法拉第感应定律 感应电动势
2. 自感应：
当线圈中通有交变电流时，
线圈中将产生感应电动势的现象。
3. 互感应：
两载流线圈相互激起感应电动势的现象
涡流探伤能够达到的极限深度：
涡流密度仅约为其表面密度的5％时的深度 － 3δ。
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100
电阻率愈小，电导率愈大，材料的导电性愈好
电阻率、电导率与材料导电性能的关系 影响金属导电性能的主要因素 温度：温度越高，电阻率越大，电导率越小。
杂质：杂质越高，电阻率越大，电导率越小。 应力：在弹性范围内，应力能提高金属的电阻率，降
低电导率。 形变：形变使晶体的点阵发生畸变，使电阻增加，电导率
磁饱和装置的分类：直流线圈和磁轭式
标准样品(reference standard)
仪器校准或仪器标定时使用的、与技术标准要求相对应的实 际参照对比物，两类：标准试块和对比试块。
标准试块(standard test block) 校准试块(calibration block)
按相关标准的技术条件制作，并经被认可的技术机构认证的， 用于评价检测系统性能的试样。
e 穿过式线圈的填充系数 填充系数η
对磁导率μr远大于1
磁化(技术磁化)
M
铁磁性材料的磁化过程 磁化强度:M A/m
Ms c
b
磁化（技术磁化）曲线
a
磁场强度H A/m
0
磁化率χ
磁感应强度B（磁通密度） T
磁导率μ
真空磁导率， 是相对磁导率
0
r
B H 0r H
B
s
s
c
b
a
0
H
H
0r
r 1 0 4 107
(standard depth of penetration) 。涡流密度降至表面约37%时的 透入深度。
1/ e
Ix I0e fx
趋肤效应 标准透入深度 频率 电导率 磁导率
1 f
m Hz H/m S/m
0 4 10-7 H/m
1
3.14 f 413.14107
1.3 涡流检测的基础知识
材料的导电性
根据物质导电性，可将物质分为：导体、绝缘体、半导体
导电性能差异的原因
电阻率ρ ：单位长度、单位截面积的电阻。
电导率σ ：电阻率的倒数。
1/
电导率σ 的单位：MS/m 和% IACS
国际退火铜标准（ % IACS ）
x (%IASC)
标准退火铜电阻率 金属的电阻率
率、导体半径、电导率、磁导率有关。
特征频率(characteristic frequency) 用于表征被检物质固有电磁特性和几何尺寸的物理量。
fg
1
2 a2
0 4 10 9 H/cm
fg
5066
d 2
fg
8713
d 2
对于两个不同的试件，只要各对应的频率比相同，则有效磁 导率、涡流密度及磁场强度的几何分布均相同
涡流检测培训资料
第一单元 基础理论部分
第一章 涡流检测的物理基础 1.1 概念 涡流（Eddy Current）
在导体内部自成闭合回路，成涡旋状流动的电流，称为涡流。 涡流检测（Eddy Current Testing） 涡流检测的基本原理是电磁感应。
载有交变电流的检测线圈接近检测的导电试件时，由于检测线 圈磁场的作用在导体的表面和近表面感应出涡流。涡流信号的 幅值、相位及其在试件中流动的轨迹，与试件的电磁特性、试 件中的缺陷、线圈与试件的耦合状态等因素相关。该涡流产生 的磁场作用又使检测线圈的阻抗发生变化，因此通过测定线圈
的检测。
第三章 涡流检测装置
涡流检测仪(eddy current testing instrument) -利用电磁感应原理检测导电物质表面及近表面质量信息的仪
器 涡流探伤仪(eddy current defect detector) -缺陷信息 涡流电导仪(eddy current conductivity meter) -利用电磁感应原理，测量非铁磁性导电材料电导率的仪器
非铁磁性材料的相对磁导率μr =1； 铁磁性材料的相对磁导率μr是随磁化强度变化的变量，
在磁饱和状态下为定值。
c 边缘效应 在涡流检测中，由于试件几何形状突变而产生的磁场 和涡流变化，其阻抗矢量产生的变化的效应。
非屏蔽式线圈的磁场作用范围是直径的2倍
d 放置式（点式）线圈的提离效应 提离效应
随着检测线圈离开被检测对象表面距离的变化而感到涡流 反作用发生改变的现象。
涡流测厚仪(eddy current thickness guage) -利用涡流的提离效应，测量非铁磁性导电基体表面非导电覆
盖层厚度的仪器。
线圈(coil) -在涡流检测系统中具有激励或(和)接收电磁场作用的导线绕
组
检测线圈的分类
（1）按感应方式分类(自感、互感) （2）按应用方式分类(放置式、外通过式、内穿过式) （3）按比较方式分类(绝对、自比、它比)
4.1 缺陷检测 4.2 电导率测量与材质鉴别
4.3 厚度测量
涡流检测技术的主要特点：
（1）适用于所有导电材料； （2）表面及近表面缺陷的检测； （3）检测线圈形式多样； （4）材质分选（磁特性测量）； （5）电导率测量； （6）涂镀层厚度测量（非铁磁性基体上非导电覆盖层）；
4.1 缺陷检测
涡流探伤过程中需要注意的事项： a 检测频率的选择 b 电导率、磁导率的影响 c 边缘效应 d 提离效应 e 填充系数
-材质、形状和尺寸经主管机关或权威机构检定的试样，用于 涡流检测装置或系统的性能测试及灵敏度调整。（国标）
按相关标准规定的技术条件加工制作、并经被认可的技术 机构认证的用于评价检测系统性能的试样。（讲义）
-标准试样的属性 a)满足相关技术条件要求 b)得到授权的技术权威机构的书面确认和批准
第四章 检测技术
实施条件简单，对产品表面没有污染
涡流检测的局限性
检测对象和范围受到限制，适用于导电材料的 表面及近表 面缺陷，不适用深层的内部缺陷；
涡流渗透深度、检测频率、检测灵敏度之间的关系； 涡流的作用范围影响缺陷位置的判定； （检测线圈特征、仪器电子平衡、缺陷特性) 影响涡流信号的干扰因素比较多： （材料物理状态、外形尺寸、表面耦合）
阻抗的变化，即可获得被检件有无缺陷的信息。（涡流原理模拟）
1.2涡流检测的特点
电磁耦合 无须耦合剂
管棒线材 检测速度快
金属基体上覆盖层（涂镀层）厚度测量 — 导电基体上非导电覆盖层厚度测量 — 铁磁性材料基体上非铁磁性覆盖层厚度测量
石墨、碳纤维等非金属复合材料检测（理论）
数字化处理能力强，但信息量少；
a 检测频率的选择 检测频率：在涡流检测中，加到激励线圈的交流电的频率。 选择原则：由被检测对象的厚度、所期望的透入深度、要求 达到的灵敏度或分辨率以及其他目的所决定的。
（缺陷分辨力：能区分开两个相邻缺陷的最小距离）
b 电导率、磁导率的影响 涡流标准透入深度公式 电导率和磁导率的平方根值与涡流标准透入 深度成反比。
1）磁饱和装置 磁饱和的概念—对铁磁性材料而言，当磁场强度继续增大 时磁感应强度不再有明显的增大的磁化状态。 磁饱和装置的作用：消除磁导率不均造成的干扰。
2) 直流磁饱和：当增量磁导率等于1时受到交流磁场变化的铁 磁性材料的状态。
交流磁饱和：在每半个磁化周期内，受到交变磁场作用的铁 磁性材料，增量磁导率等于1的状态。 （增量磁通密度/增 量磁场强度）
绝对式线圈(absolute coil)(见绝对与差动线圈）
只针对线圈附近那一部分试件电磁性能，而不与其他部位或 试件电磁性能相比较的一种线圈或线圈组件。
差动式线圈(differential coil) 比较式线圈(comparator coil)
两个或多个线圈反向串联而又不产生互感，并在试件相邻部 位之间或与对比试件之间的任何电磁性能的差异都会使此 系统产生不平衡指示的线圈组件
置有关。 互感线圈串接 顺接(+)逆接(-)
涡流(Eddy Current)：感应电流在导体内部自成闭合回路，成 涡旋状流动，称之为涡旋电流。
涡流的大小、相位、流动形式受到试件导电性能、尺寸、缺 陷等因素影响。
涡流产生的磁场影响检测线圈的阻抗的变化。
趋肤效应(skin effect) 集肤效应(见检测频率对表面裂纹的影响） -随着检测频率的增加，电流的透入深度减小的现象。 -表面涡流密度最大，按复指数规律衰减。 透入深度(depth of penetration) 涡流密度衰减到其表面值的 时的透入深度称为标准透入深度
放置式线圈(probe coil) 放在试件表面上或试件表面附近实施涡流检测的线圈组件 外通过式线圈(feed-through coli ,outer diameter (OD) coil) 围绕管、棒材及同类试件外实施涡流检测的线圈组件 内穿过式线圈(bobbin coil, inner diameter (ID) coil ) 插入管材及同类试件内实施涡流检测的线圈组件
503
f
m Hz S/m
f=50Hz (58MS/m)
0.0093m
f=60KHz (32%IACS 18.6MS/m 54nΩ·m)
0.48mm
2.2阻抗分析法（见阻抗的变化）
线圈的阻抗
Z R jX R jL
圆柱导体的有效磁导率 (真实)磁场变化/磁导率恒定 (假设)磁场恒定/ 磁导率变化(有效磁导率) 有效磁导率(effective permeability)不是一个常量，与激励频
圆柱体穿过式线圈阻抗的影响因素： 试件的电导率、磁导率、几何尺寸、缺陷以及试验频率等来自 (D / di)2
(do / D)2
fg
5066
rdi
5066
f g rdi2
Pc r 2 r
提离效应(lift off effect) 涡流检测线圈与被检件之间距离改变时，其阻抗矢量产生变化的效应。 边缘效应(edge effect) 端部效应(end effect) 由于试件几何形状突变，造成磁场或涡流被干扰。此效应会妨碍该区域内缺陷