6 涡流检测——【无损检测】
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。
《无损检测》涡流检测课件
为；
Z Z0 R1 jL1
• 若次级线圈的 R2 Rr 0
• 则由式（3-17）得：
Z R1 jL1(1 K 2 )
K 2 M 2 /(L1L2 )
第3章 涡流检测技术
• 在 R2 Rr 从 变化为0的过程中，(或从0增至 )
视在阻抗Z在以视在电阻R为横坐标，视在电抗X为 纵坐标的阻抗平面图上变化，其轨迹近似为一半圆 (图3-7)，即所谓初级线圈阻抗平面图：
回路中所产生的为感生电流，回路中所产生的感应电动
势 Ei则等于所包围面积中的磁通量Φ随时间变化的负值，
Ei= -dΦ/dt
（3-6）
其负值表明闭合回路内感应电流所产生的磁场总是阻碍 产生感应电流的磁通的变化，即法拉第电磁感应定律。
其感应电动势： Ei= -N*dΦ/dt
（3-7）
第3章 涡流检测技术
rd 2
注意：
（3-19）
对于特定试件，特征频率既非试验频率的上限
也非下限，也不一定是应该采用的最佳试验频率， 它只是一个参考数或特征值，但它含有除缺陷外 棒材尺寸和材料性能的全部信息。
第3章 涡流检测技术
• 3.2 涡流检测基础知识 • 3.2.1 • 3.2.1.1 金属的导电性
欧姆定律：I=U/R R=ρ× L/S
（3-1） (3-2)
3.2.1.2 金属的磁特性
物质在外磁场作用下感生出磁场的物理过程称 为磁化。
RL S
第3章 涡流检测技术
• 物质磁性的大小可用磁导率μ表示，说明 了物质所感生出的磁场的强度B与强度为H 的外磁场的关系。即：
第3章 涡流检测技术
•
图3-6 藕合线圈互感电路
其中：Z = Z0 + Ze 称为初级线圈的视在阻抗。
涡流检测—涡流检测技术(无损检测课件)
检测线圈的分类
穿过式线圈 检测管材、棒材和线材，用于在线检测
探头式线圈 放在板材、钢锭、棒、管、坯等表面上用，尤其适用于局部检
测，通常线圈中装入磁芯，用来提高检测灵敏度，用于在役检测 内插式线图
管内壁、钻孔。用于材质和加工工艺检查
第3节 涡流检测的基本原理
4. 设备器材
一般的涡流检测仪主要由振荡器、探头、信号输出电 路、放大器、信号处理器、显示器、电源等部分组成
第3节 涡流检测的基本原理
5. 检测技术
缺陷检测即通常所说的涡流探伤。主要影响因素包括工作 频率、电导率、磁导率、边缘效应、提离效应等。
➢ 工作频率是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检测目的所决定的。检 测频率的选择往往是上述因素的一种折衷。在满足检测深 度要求的前提下，检测频率应选的尽可能高，以得到较高 的检测灵敏度。
5. 检测技术
➢ 边缘效应：当检测线圈扫查至接近零件边缘或其上面的孔 洞、台阶时，涡流的流动路径就会发生畸变。这种由于被 检测部位形状突变引起涡流相应变化的现象称为边缘效应。 边缘效应作用范围的大小与被检测材料的导电性、磁导性、
检测线圈的尺寸、结构有关。
5. 检测技术
➢ 提离效应：针对放置式线圈而言，是指随着检测线圈离开 被检测对象表面距离的变化而感应到涡流反作用发生改变 的现象，对于外通式和内穿式线圈而言，表现为棒材外径 和管材内径或外径相对于检测线圈直径的变化而产生的涡 流响应变化的现象。
4. 设备器材
检测仪器的基本组成和原理： 激励单元的信号发生器产生交变电流供给检测线 圈，放大单元将检测线圈拾取的电压信号放大并 传送给处理单元，处理单元抑制或消除干扰信号， 提取有用信号，最终显示单元给出检测结果。
如何利用无损检测技术进行涡流检测
如何利用无损检测技术进行涡流检测无损检测技术是一种在不破坏被检测对象的情况下进行材料或构件缺陷检测的技术。
涡流检测作为无损检测技术的一种，主要用于对导电材料进行缺陷检测。
本文将介绍如何利用无损检测技术进行涡流检测，并探讨其在工业领域的应用。
涡流检测技术利用高频交流电场在导电材料中产生涡流，并通过检测涡流产生的电磁信号来判断材料中是否存在缺陷。
下面将介绍如何利用无损检测技术进行涡流检测的步骤和方法。
首先，在进行涡流检测之前，需要准备一台涡流检测设备和一个适合的探头。
涡流检测设备通常由交流电源、发生器、检测探头和信号处理器组成。
根据被检测材料的特点和需要检测的缺陷类型，选择合适的探头和检测参数。
然后，在进行涡流检测之前，需要对被检测材料进行表面处理。
通常情况下，被检测材料的表面应该光滑、干净，并且去除掉可能影响检测结果的腐蚀物、油脂等物质。
接下来，将准备好的探头放置在被检测材料的表面，并将涡流检测设备与探头连接。
设备启动后，交流电源产生的交流电场会在探头的激励下在被检测材料中产生涡流。
被检测材料表面的涡流在遇到缺陷时会产生电磁信号，通过探头收集并传输给信号处理器进行分析。
最后，通过信号处理器对收集到的电磁信号进行分析和判断。
根据信号的幅值、相位、频率等特征参数，可以判断材料中是否存在缺陷。
常见的缺陷类型包括裂纹、腐蚀、疲劳等。
无损检测技术的涡流检测方法具有许多优点。
首先，与传统的破坏性检测方法相比，涡流检测无需对被检测材料进行损坏，大大减少了材料的浪费和成本。
其次，涡流检测方法对不同缺陷类型有着较高的灵敏度和准确性，可以检测到微小缺陷，并且能够对缺陷进行三维成像。
此外，涡流检测方法响应速度快，适用于自动化生产线上的实时监测。
利用无损检测技术进行涡流检测在工业领域有着广泛的应用。
首先，涡流检测方法可用于航空航天、汽车、船舶等交通工具的结构检测。
在航空航天领域，涡流检测方法可以用来检测飞机发动机制成材料中的裂纹、腐蚀等缺陷，确保飞行的安全性。
涡流检测—涡流检测基本原理(无损检测课件)
第2节 涡流检测的基本原理
原理
原理：当载有交变电流的线圈接近被检工件时，材料表面与近 表面会感应出涡流，其大小、相位和流动轨迹与被检工件的电 磁特性和缺陷等因素有关，涡流产生的磁场作用会使线圈阻抗 发生变化，测定线圈阻抗即可获得被检工件物理、结构和冶金 状态等信息。
第2节 涡流检测的基本原理
2. 涡流检测的特点
➢ （1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ适用于各种导电材质的试件探伤。包括各种钢、钛、 镍、铝、铜及其合金。
➢ （2）可以检出表面和近表面缺陷。 ➢ （3）探测结果以电信号输出，容易实现自动化检测。 ➢ （4）由于采用非接触式检测，所以检测速度很快。 ➢ （5）不需接触工件也不用耦合介质，所以可以进行高温
在线检测。
2. 涡流检测的特点
➢ （6）形状复杂的试件很难应用。因此一般只用其检测管 材，板材等轧制型材。
➢ （7）不能显示出缺陷图形，因此无法从显示信号判断出 缺陷性质。
➢ （8）各种干扰检测的因素较多，容易引起杂乱信号。 ➢ （9）由于集肤效应，埋藏较深的缺陷无法检出 ➢ （10）不能用于不导电材料的检测。
无损检测技术中的涡流检测方法详解
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。
使用无损检测技术进行涡流检测的操作步骤与技巧
使用无损检测技术进行涡流检测的操作步骤与技巧涡流检测是一种常用的无损检测技术，可以用于检测金属零件和材料的表面和近表面缺陷。
本文将介绍使用无损检测技术进行涡流检测的操作步骤和技巧。
涡流检测技术基于洛伦兹力原理，通过传导电流产生的涡流感应磁场来检测金属材料表面和近表面缺陷，如裂纹、疲劳等。
以下是进行涡流检测的操作步骤和技巧：1. 准备工作：在进行涡流检测之前，需要准备一些必要的设备和工具，包括涡流检测仪、涡流探头、导电液和表面清洁剂等。
确保设备的正常工作状态，并根据被检测材料的特性选择合适的涡流探头和参数。
2. 表面准备：对待检测物体的表面进行准备是保证涡流检测精确性的关键。
首先，清洁被检测材料的表面，去除表面的污垢和润滑剂等。
可以使用表面清洁剂和纯酒精等清洁剂进行清洗。
然后，确保表面平整，没有凸起或陷入的部分，以免影响涡流探头与被检测材料的接触。
3. 设置仪器参数：根据被检测材料的性质和缺陷的特点，合理设置涡流检测仪的参数。
这包括选择适当的频率、电流和工作模式等。
一般而言，高频率适用于检测表面缺陷，而低频率适用于检测深层缺陷。
4. 涡流探头选择：根据被检测物体的类型和形状，选择合适的涡流探头。
涡流探头有多种形状和尺寸，如线圈型、环形和块状等。
正确选择涡流探头可确保信号的传递和反应的准确性。
5. 涡流检测操作：将涡流探头与被检测材料保持平行或垂直接触，然后逐步移动，覆盖整个被检测区域。
应用适当的压力，保持涡流探头与被检测材料的紧密接触。
移动速度应适中，不过快或过慢，以免影响检测结果。
6. 结果分析：通过检测仪器观察和分析得到的信号，判断是否存在缺陷。
缺陷一般表现为信号的幅度变化、形态变化或峰值的出现。
熟练的操作者可以根据信号的特点和峰值位置准确判断缺陷的位置和性质。
7. 结果记录：对涡流检测结果进行记录是保留检测数据、进行评估和跟踪的重要步骤。
可以使用图表、照片和文字描述等方式记录检测结果。
同时，应该注意保护被检测材料的安全性，避免进一步损坏。
涡流检测涡流检测应用无损检测课件.
涡流检测涡流检测应用无损检测课件.一、教学内容本节课将深入探讨《无损检测》教材第四章“涡流检测”部分，详细内容涵盖涡流检测的基本原理、检测设备、应用范围及其在工业检测中的优势。
具体涉及章节4.1“涡流检测原理”，4.2“涡流检测设备”，4.3“涡流检测的应用”。
二、教学目标1. 理解涡流检测的基本原理及其在无损检测领域的应用。
2. 掌握涡流检测设备的结构、功能及操作注意事项。
3. 能够运用涡流检测技术分析实际问题，并进行合理的数据解析。
三、教学难点与重点教学难点：涡流检测信号的解析与设备操作。
教学重点：涡流检测的原理及其在实际中的应用。
四、教具与学具准备1. 教具：涡流检测演示仪、PPT课件、涡流检测案例分析视频。
五、教学过程1. 导入新课：通过展示工业生产中因材料缺陷导致的设备故障视频，引发学生对无损检测重要性的思考，进而导入涡流检测的学习。
2. 基本原理讲解：讲解涡流检测的原理，结合PPT动画演示，使学生直观感受涡流检测过程。
3. 设备介绍：介绍涡流检测设备各部分结构、功能，并通过实物演示仪进行操作演示。
4. 实践案例分析：分析涡流检测在实际工业中的应用案例，讲解数据解析方法。
5. 随堂练习：发放练习题，让学生针对具体案例进行分析，巩固所学知识。
6. 答疑解惑：针对学生在练习过程中遇到的问题，进行解答和指导。
六、板书设计1. 涡流检测原理2. 涡流检测设备发生器探头信号处理器显示器3. 涡流检测应用案例七、作业设计1. 作业题目：解释涡流检测原理，并画出涡流检测示意图。
分析涡流检测设备各部分功能，并说明操作注意事项。
给出一个实际应用案例，进行涡流检测数据解析。
2. 答案：涡流检测原理：略。
涡流检测设备：略。
实际应用案例：根据案例分析，进行数据解析。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课通过实践情景引入、例题讲解、随堂练习等方式，帮助学生理解涡流检测的基本原理和应用。
但在教学过程中，应注意关注学生的学习情况，及时调整教学进度和方法。
涡流无损检测技术的研究
涡流无损检测技术的研究涡流无损检测技术是现代材料检测领域中广泛应用的一种技术，它是一种利用电磁感应原理的无损检测技术。
该技术利用涡流感应效应，在电磁场的作用下，材料中会产生交变电流，当被检测材料内部存在缺陷或异物时，会对电磁场产生影响，从而产生信号。
该技术具有高精度、高灵敏度、高速度和非破坏性等优点，因此在航空、铁路、军工、电子、汽车等领域得到了广泛的应用。
涡流无损检测技术的原理是利用交流磁场诱导材料内部涡流，涡流大小与材料导电性及交变电磁场频率有关，涡流异常即可反映材料缺陷的位置、尺寸和形态等信息。
该技术适用于检测导电性好的金属材料和导体内部缺陷，不仅可以检测表面缺陷，还可以检测材料内部缺陷，如裂纹、疲劳、腐蚀、脆性断裂、异物等。
由于该技术不需要破坏性取样，同时具有高速度和高准确度，因此被广泛应用于工业产品的无损检测和质量控制。
从技术原理上来看，涡流无损检测技术的检测效果与涡流激励场、被检测材料的电磁属性、探测器的性能和杂波等因素密切相关。
为了达到更高的检测精度和检测速度，需要针对不同应用场景选择合适的技术方案和合适的参数，同时还需要进行优化和改进。
近年来，随着科技的发展和需求的不断增加，涡流无损检测技术不断得到改进和优化，例如采用数字化信号处理技术、引入声学辅助技术、结合多种检测技术等，这些技术的应用大大提高了涡流无损检测技术的检测精度和可靠性。
目前市场上出现了许多涡流无损检测设备，这些设备不仅可以检测金属材料，还可以检测非金属材料，并且可以根据不同行业的应用需求进行优化和改进，比如建筑行业的混凝土结构检测、铁路行业的铁轨裂纹检测、航空行业的发动机叶片检测等。
总之，涡流无损检测技术是一种高精度、高灵敏度、高速度和非破坏性的检测技术，它已经广泛应用于工业领域的产品无损检测和质量控制。
随着科技的不断发展和需求的不断增加，涡流无损检测技术还将继续得到改进和优化，为不同行业的应用提供更加精确、高效和可靠的检测服务。
6 涡流检测——【无损检测】
检测线圈的阻抗分析
初级线圈(检测线圈)自身阻抗Z0。当 初级线圈与次级线圈(被检对象)相互耦合
似为一个半圆，此即所谓初级线圈的阻抗平面图。
有效磁导率
进行涡流检测时，检测线圈视在阻抗的改变源于磁场的变
化。但要从剖析线圈磁场变化的角度着手分析涡流检测中的具
体问题则嫌过于复杂。为简化涡流检测中的阻抗分析问题，德
国学者Forster提出了有效磁导率概念。
有效磁导率的概念可用通以交变电流的无限长圆筒形线团
铁磁件材料：钢铁、镍、钴 试件中不仅产生涡流，而且被磁化，形成两个磁场。一个由 涡流引起，一个由磁化引起。
试件的磁性可用磁导率 描述，其意义是：当一根钢棒置入
检测线圈中时，棒内就产生磁通，这个磁通由两部分组成， 一部分是载流线圈在体内产生的磁通，另一部分是钢棒具有 磁性产寸的磁通。因此，钢体内的磁通密度比线圈的磁通密
• 测量绕组中的电流和试件中的涡流反过来又会对激励绕组产 生电磁感应作用，而激励绕组中电流的变化又会影响到磁件 中涡流的变化…，如此到达一个稳定状态(试件为均匀无缺陷)。 如果试件中出现缺陷，原来的稳定状态将被破坏，这就可以 从测量绕组中取得缺陷信号。
试件的电磁特性
非磁性材料:铝、铜 在激励频率、试件尺寸、线圈尺寸全部恒定的条件下，影响 试件涡流的主要因素就是电导率。
归根到底，无论采取哪 一种取信号的方式，其 根源全部是取检测线圈 阻抗的变化，只是反应 的形式不同。
检测线圈中信号的特点
• 每一圈通有电流的激励绕组都会在试件中形成自己的磁场， 试件中涡流决定于激励绕组每一圈作用的总和。
涡流无损检测技术的原理与应用
涡流无损检测技术的原理与应用涡流无损检测技术是一种利用涡流感应原理进行材料表面缺陷检测的方法。
该技术广泛应用于金属材料的质量控制和缺陷检测领域。
本文将介绍涡流无损检测技术的原理和应用，以及其在不同行业的实际应用案例。
涡流无损检测的原理是基于法拉第电磁感应定律和西班牙科学家费曼尼尼发现的旋涡电流效应。
当交流电流通过导体时，会产生一个旋涡状的电流，这种电流称为涡流。
涡流会在导体内部产生磁场，进而产生一个反作用磁场，这个反作用磁场会影响交流电磁感应。
当涡流与缺陷相遇时，会改变磁场的分布，从而使得涡流感应信号发生变化。
通过测量涡流感应信号的变化，可以判断材料表面是否存在缺陷。
涡流无损检测技术具有以下优点：首先，非接触性检测，对被测材料没有损伤；其次，对于导电材料的缺陷检测效果较好，可以检测到细小和浅层缺陷；再次，检测速度快，可以实现在线检测，提高生产效率。
因此，涡流无损检测技术被广泛应用于航空航天、汽车制造、金属加工、核电站等领域。
在航空航天领域，涡流无损检测技术常用于检测飞机零件的缺陷，如飞机引擎叶片的裂纹和变形。
这些缺陷可能会导致零件在高速运行时发生断裂，从而引发灾难性后果。
通过使用涡流无损检测技术，可以及早发现并修复这些缺陷，确保飞机的安全飞行。
在汽车制造领域，涡流无损检测技术常用于检测汽车零件的质量。
例如，发动机缸套的质量对汽车性能有着重要影响。
通过使用涡流无损检测技术，可以检测发动机缸套的裂纹和孔洞等缺陷，并对有缺陷的零件进行剔除和维修，确保汽车发动机的质量和可靠性。
在金属加工领域，涡流无损检测技术常用于检测金属材料的表面缺陷。
例如，铝合金汽车车轮在制造过程中，可能会出现气孔、夹杂和裂纹等缺陷。
这些缺陷会对车轮的强度和承载能力产生不良影响。
通过使用涡流无损检测技术，可以对车轮进行高效、准确的缺陷检测，提高产品质量。
在核电站领域，涡流无损检测技术常用于检测核电站设备的缺陷。
核电站设备的安全性对核电站的正常运行至关重要。
无损检测之涡流检测.
飞机紧固件孔壁裂纹的涡流无损检测
• 为了能够使用较少的 探头，检测பைடு நூலகம்多孔径 的孔，往往在探头的 头部开有槽口。这样 可以使探头的检测范 围具有弹性，能在一 定范围内检测，并且 能够改善探头与孔壁 之间的接触状况，减 少间隙效应。采用此 种方法可检测出较小 尺寸的孔壁裂纹，如 图１（ｂ）所示。
飞机紧固件孔壁裂纹的涡流无损检测
• 随着飞机金属结构紧固件涂层厚度的增加，涡流 检测精度也将下降。例如，对于２．５４ｍｍ 的 表面裂纹，不同涂层厚度下，其检测精度分： • （１）厚度小于０．１５ｍｍ的漆层对裂纹检测 精度的影响可以忽略不计； • （２）厚度大于０．２５ｍｍ的漆层能降低裂纹 检测精度大约５０％； • （３）当漆层厚度达到０．２５ｍｍ 时，虽可能 检查出孔壁存在裂纹，但是难以确定紧固件孔的 边界。如果不能清楚地确定出紧固件孔的边界，
飞机紧固件孔壁裂纹的涡流无损检测
无损检测技术中的涡流检测方法详解
无损检测技术中的涡流检测方法详解涡流检测方法是无损检测技术中的一种重要方法，广泛应用于各个领域，如航空航天、石油化工、机械制造等。
本文将详细介绍涡流检测方法的原理、应用场景以及优缺点。
涡流检测（Eddy current testing）是一种基于涡流感应原理的无损检测技术。
它利用感应线圈产生的交流电磁场与被测试物体中存在的缺陷或材料变化相互作用，通过检测电磁场的变化来判断被测物体的质量和完整性。
涡流检测方法可以检测许多不同类型的缺陷，如裂纹、气孔、金属中的杂质等。
涡流检测方法有很多应用场景。
首先，它可以用于表面缺陷的检测。
涡流检测方法可以检测出金属表面的裂纹、腐蚀、划痕等缺陷，对于保证产品质量和安全非常重要。
其次，它可以用于导电材料的非破坏性探伤。
例如，在航空航天领域中，涡流检测可以检测飞机发动机叶片、涡轮叶片等高温部件的裂纹情况。
此外，涡流检测还可以用于金属材料中的疲劳损伤检测、焊接接头质量评估等方面。
涡流检测方法有很多优点。
首先，它可以实现非接触检测，无需与被测物体直接接触，减少了对被测物体的损伤。
其次，涡流检测方法可以高效地检测大面积的缺陷，节省了时间和人力成本。
此外，涡流检测方法适用于各种导电材料，包括金属和合金，具有很高的适应性。
最后，涡流检测方法对材料的电导率变化敏感，可以检测金属材料中的杂质和缺陷。
然而，涡流检测方法也有一些缺点。
首先，它只能用于导电材料的检测，对于非导电材料无法应用。
其次，涡流检测方法对于缺陷的探测深度有限，只能检测物体表面附近的缺陷。
此外，涡流检测方法对于复杂形状的物体或小尺寸缺陷的检测具有一定的限制。
因此，在实际应用中，需要根据具体情况选择适合的检测方法。
在涡流检测方法实施过程中，需要注意一些关键要点。
首先，选择合适的感应线圈和频率。
感应线圈的大小、形状和频率的选择将直接影响到检测结果的质量。
其次，设置合理的检测参数。
检测参数包括检测速度、灵敏度等，需要根据具体情况进行调整。
无损检测——涡流检测特点和原理
耦合系数：表示两个线圈耦合紧密程度
K M / L1L2
两个线圈的轴线一致时，靠的越近，耦合 越紧密,M值越大，耦合系数随之增大。但 是耦合系数K始终是一个小于1的正数。因 为有漏磁存在。
变压器耦合式互感电路-涡流检测模型
..
.
.
Um Im Z Im (R jX ) ImR j(X L XC )
..
.
.
U I Z I(R jX ) IR j(X L XC )
Z R jX R j(X L XC )
X L R、L、C串联电路 L
XC 1/C
R:电阻 X：电抗 Z：阻抗 XL:感抗 Xc：容抗
• 原、副边的回路电压方程
.
.
.
U 1 (R1 j L1) I1 j M I 2
.
.
.
U 1 ( R1 jX L1 ) I 1 jX M I 2
.
.
0 ( R22 jX 22 ) I 2 jX M I 1
.
I2
jX M
I1 R22
jX 22
变压器耦合式互感电路
折合电阻、折合电抗、折合阻抗
R折合
X
2 M
R22
/( R222
X
2 22
)；
X 折合
.
.
.
0 (R2 j L2 ) I 2 (R jX ) I 2 j M I1
• 副边(原边)中的电流在原边
(副边)中产生的互感电动势 .
.
j M I2 ( j M I1)
X L1 L1, X L2 L2 , X M M ,
无损检测之涡流检测
无损检测之涡流检测
一、涡流检测的理论基础是电磁感应原理
金属材料在交变磁场作用下产生涡流。
根据涡流的大小和分布，可检出铁磁性和非铁磁性材料的缺陷，或分选材料、测量膜层厚度和工件尺寸，以及材料某些物理性能等。
二、涡流检测探伤规范的选择
1、探伤频率的选定
选择探伤频率应考虑透入深度和缺陷及其他参数的阻抗变化，利用指定的对比试块上的人工缺陷找出阻抗变化最大的频率和缺陷与干扰因素阻抗变化之间相位差最大的频率。
2、线圈的选择
线圈的选择要使它能探测出指定的对比试块上的人工缺陷，并且所选择的线圈要适合于试件的形状和尺寸。
3、探伤灵敏度的选定
探伤灵敏度的选定是在其他调整步骤完成之后进行的，要把指定的对比试块的人工缺陷的显示图像调整在探伤仪器显示器的正常动作范围之内。
三、能力范围
1、能检测出金属材料对接接头和母材表面、近表面存在的缺陷；
2、能检测出带非金属涂层的金属材料表面、近表面存在的缺陷；
3、能确定缺陷的位置，并给出表面开口缺陷或近表面缺陷埋深的参考值；
4、涡流检测的灵敏度和检测深度，主要由涡流激发能量和频率确定。
四、局限性
1、较难检测出金属材料埋藏缺陷；
2、较难检测出涂层厚度超过3mm的金属材料表面、近表面的缺陷；
3、较难检测出焊缝表面存在的微细裂纹；
4、较难检测出缺陷的自身宽度和准确深度。
使用无损检测技术进行涡流检测的操作步骤与技巧
使用无损检测技术进行涡流检测的操作步骤与技巧涡流检测是一种常用的无损检测技术，可用于检测金属材料中的缺陷和裂纹，以及表面和近表面的杂质和疏松。
本文将详细介绍使用无损检测技术进行涡流检测的操作步骤与技巧，帮助读者更好地掌握该技术。
操作步骤：1. 准备工作在进行涡流检测前，需先准备好必要的设备和工具。
首先，需要确保涡流检测仪器的性能良好，电池电量充足或电源充足。
此外，还需要准备好涡流传感器、磁杆、鉴定表和标记笔等。
2. 检测表面准备在进行涡流检测前，需要将被检测表面清洁干净，以确保检测结果的准确性。
移除表面的灰尘、油脂和杂质，并清除掉涡流传感器上的污垢，以及铁屑等可能干扰检测的物质。
3. 确定检测区域根据需要检测的物体或零件的特点和要求，确定需要进行涡流检测的区域。
在这些区域周围，可以使用标记笔或其他方式进行标记，方便后续的分析和评估。
4. 设置涡流检测仪器参数根据实际需要，设置涡流检测仪器的操作参数。
主要包括：频率选择、灵敏度调整、填充因子、通道选择、增益设置等。
这些参数的正确选择，将对检测结果产生重要影响，需要根据实际情况进行调整。
5. 进行涡流检测将涡流传感器与涡流检测仪器连接好，开始进行涡流检测。
将传感器保持与被测试物体或表面平行，并保持适当的接触力。
进行检测时，可以通过移动传感器、调整角度或改变扫描速度等方式，获取更全面、准确的检测结果。
6. 解读和分析结果根据检测仪器上显示的信号强度和波形图，可以对检测结果进行初步的解读。
对于发现的缺陷和异常，可以通过涡流检测仪器上的鉴定表来进行初步评估和分类。
必要时，可以拍摄照片或进行记录，以便后续的分析与处理。
技巧：1. 熟悉被检测物体或材料的特性了解被检测物体或材料的特性，包括其导电性、磁导率和几何形状等，将有助于更好地选择合适的涡流传感器和调整检测参数。
不同材料和形状可能需要不同的频率和灵敏度设置，以获得最佳的检测效果。
2. 注意涡流传感器的外形和尺寸涡流传感器的外形和尺寸与被测试物体的曲率和形状密切相关。
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检测线圈接线方式
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—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比较小，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 影响则几乎被抵消。
试件存在缺陷：当线圈经过缺陷(裂纹 )时将输出急剧变化的信号，且第—个 线圈或第二个线圈分别经过同—缺陷 时所形成的涡流信号方向相反。
点探头式线圈：涡流场较集中， 激励强度大，渗透较深。有笔式 、弯45度角、弯90度角等多种外 形的探头，主要用于汽轮机、航 空发动机的叶片，飞机的机翼、 起落架以及其它机械零部件的现 场检测。
涡流的趋肤效应和渗透强度
• 交变电流分布的趋肤效应：当交变电流通过导体时，分布在 导体横截面的电流密度是不均匀的，即表层电流密度最大， 越靠近截面的中心电流密度则越小。趋肤效应的存在使交变 电流激励磁场的强度以及感生涡流的密度从被检材料或工件 的表面到其内部按指数分布规律h 递减。
激励频率的选择
（1）通过趋肤深度公式计算 h 503 /( fr )1/ 2
（2）检测灵敏度
f g 5066/(reld 2 )
fg特征频率是试件本身性质，由材料电磁特性和几何尺寸决 定。f/fg 之值适当高一些。然而太高，渗透深度变小。
（3）检测速度 调制信号的周期必须大大于激励信号。而调制信号周期
• 渗透深度：在涡流检测中，将涡流密度衰减为其表面密度的 1/e（36.8%）时对应的深度，其数学表达为：
h 503 /( fr )1/2
h：渗透深度 f: 电流频率 r:相对磁导率 :电导率 3h : 涡流探伤能达到的极限深度（密度仅为表面5％）
涡流的趋肤效应和渗透强度
渗透深度是反应涡流密度分布与被检测材料的电导率、 磁导率、以及激励频率之间基本关系的特征值。
决定于缺陷的长度、检测线圈的宽度，以及试件前进速度。
检测线圈取信号的方式
• 取信号幅值的变化。检测线圈阻抗在涡流磁场发生变化时会发 生相应变化，而线圈阻抗的变化又会引起差动线圈或探头桥路 的输出电压幅值发生变化，所以信号的幅值就反映了试件涡流 的变化，也包含了试件质量的信息。
• 取信号相位的变化。因为在信号相位中也含有试件质量的情息。 在这种仪器中只取信号的相位，而不取信号的幅值，所以先将 检测线圈的输出信号放大至饱和，然后对饱和的信号进行鉴相。 大多用于测厚。
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检测线圈(探头)
爱德森（厦门）电子有限公司 厦门爱德华检测设备有限公司
穿过式线圈：被检试件在线圈中通过， 冶金、机械行业对各种金属管（如铜管 、钛管、铝管等金属管道）、棒、线材 的在线探伤。
内插式线圈：该探头主要用于各种在 役管道（如铜管、钛管、铝管等金属 管道）、螺栓孔等的现场检测 。
第六讲 涡流检测
对应教材内容： 3.2 涡流检测的阻抗分析法（1/2） 3.3 涡流检测的应用
互感现象
检测线圈
检测线圈：输送激励磁场和接收涡流畸变信息 涡流形成磁场在激励线圈中产生感应电流，该电流与涡流 方向相反，与激励电流方向相同，涡流的反作用使激励线圈中 电流增加。如果涡流发生变化，这个反作用电流也会变化。 激励电流和反作用电流之间有一个相位差，这个相位差 也随着试件的件能而变化，因而，也可以利用这个相位差得到 试件件能的信息。 为适应不同不同形状试件，有多种检测线圈的形式。 只有一个绕组的称为绝对式线圈，一般用于检测长裂纹、 厚度或者间距。 有两个绕组差动连接的称之为差动式线图，可消除试件化 学成分、热处理、应力等因素轻微变化时对检测的影响。
归根到底，无论采取哪 一种取信号的方式，其 根源全部是取检测线圈 阻抗的变化，只是反应 的形式不同。
h 503 /( fr )1/2
渗
透
由上式可见， f、
深度
r、愈大，h则愈小。 h
因此可知，对于给定的 /
被检材料，应根据检测 In
深度的要求合理选择涡
流检测频率。
激磁频率f / Hz
部分材料标准渗透曲线
各参数对涡流趋肤效应影响
磁导率 电导率 激励频率f
铅
铜
银
铅 铜 银
铁
铜
铁 铜
f低
f高
绝对式探头与差动式探头
绝对式探头优缺点： 1）对材料性能或形状的突变或缓慢变化均能做出反应 2）容易区分混合信号 3）能显示缺陷的整个长度
温度不稳定时易发生漂移 对探头的颤动比较敏感
差动式探头优缺点： 1）不会因温度不稳定而发生漂移 2）对探头颤动的敏感度比绝对式低
对平缓变化不敏感，可能漏检长而平缓的缺陷 只能探出长缺陷的起点和终点 可能产生难以解释的信号
检测线圈接线方式
绝对式 ：直接测量线圈阻抗的变化、在检测时可 将标淮试件放入线圈，调整仪器，使信号输出为 零；再将被检试件放入线圈，若无输出，表示试 件和标准试件的确定参数相同；若有输出，则依 据检测目的，判断引起线圈阻抗变化的的原因。
标准比较式 典型的差动式涡流检测。采用两个 检测线圈反向联接成为差动形式，一个线圈中放 被检试件标准件，另一个线圈放入待检试件。如 果待检试件不同于标准试件，则就有信号输出。
线圈选择及应用范围
检验类别 探伤
材质鉴别 膜厚测量 尺寸检验
检验目的
使用线圈 试件种类
适用情况
缺陷检测
鉴别不同材料 及其质量
电导率测量 涂层厚度 形状尺寸检验
穿过式 点探头 内插式 扇形 穿过式 点探头 点探头 点探头 穿过式 点探头
线棒管球 管棒板坯 管材与孔内径 焊缝 管 棒 铸锻件 板 零件 板棒 板 零件 线管棒 板
• 同时取信号和相位的变化。自动检测用的仪据多采用这种形式， 它既取了信号幅值中的有用信息，又取了信号相位中的有用信 息，应该说比上两种更完善。
检测线圈取信号的方式
• 取频率的变化。将检测线圈设置在振荡器的振荡线路中时， 若检测线圈的阻抗发生变化，则就改变了振荡线路的谐振 参数，从而使线路的谐振频率发生变化，在线路的后面加 上频率计，就可从频率计上频率的变化看出试件的质量。 在裂纹涡流测深仪中，就采用了这种取信导的方式。