透射式涡流渗透深度的仿真与实验
第5章渗透检测与涡流检测2013报告
3)渗透探伤操作注意事项: A、预处理时,要在工件表面上造成充分的湿润条件,以 便在探伤面上能形成渗透液的薄膜。要充分除去工件表面 油脂、涂料、锈蚀和水等影响渗透液渗透的障碍物。 B、要根据渗透液的种类,工件的材质、预计缺陷种类和 大小以及渗透时的温度等因素来考虑确定适当的渗透时间。 正常的渗透温度范围为15°C~50°C,渗透时间不得少于 10分钟。 C、清洗时,只需去除附着在工件表面的渗透液,不要过 度清洗,不要使在缺陷中的渗透液流出。采用溶剂清洗时, 只能用蘸有溶剂的布或纸檫洗,且应沿一个方向檫拭,不 得往复檫拭,不得用清洗剂直接冲洗。
1、简述渗透探伤的基本原理。 答:渗透探伤的基本原理是利用毛 细管现象使渗透液渗入表面开口 缺陷,经清洗使表面上多余渗透剂 去除 , 而使缺陷中的渗透剂保留 , 再利用显像剂的毛细管作用吸附 出缺陷中的余留渗透剂 ,而达到检 验缺陷的目的。
2
液体渗透探伤是应用物理学上的( )现象实施的,液 体表面张力越( ),越容易润湿固体表面,其渗透能 力越( )。
11
工艺要点(了解)
1)预处理极为重要,要去除工件表面油脂、涂层、铁锈和水等。局部检 测时,清理范围应从检测部位向外扩展25mm. (2)渗透:温度应在100C~500C范围内,渗透时间一般不小于10分钟。 施加方法:喷涂、刷涂、浇涂、浸涂。 (3)清洗:沿一个方向清洗不能往复擦拭,防止过清洗和清洗不足。 (4)干燥:一般可用热风进行干燥或进行自然干燥,干燥时间通常为5~10 分钟。 5)显像:均匀喷涂显象剂,显象时间不少于7分钟。 (6)观察:显象剂施加后7~60分钟进行,受检件白光照度≥1000Lx。便 携式设备检测而现场条件所限,可适当降低,但不得低于500Lx。 (7)试块的应用: 铝合金试块(A型);JB/T4730-2005将A、B区域分成独立两块,用于非标 温度下对渗透检测方法做出鉴定,正常情况下检验渗透检测剂能否满足要 求,以及两种渗透检测剂性能比较。 镀铬试块(B型):JB/T4730-2005规定了3个裂纹区域。主要用于检验渗 透检测剂系统灵敏度及操作工艺正确性。划分灵敏度等级。 灵敏度等级:灵敏度等级:1级—低灵敏度;2级—中灵敏度;3级—高灵敏度。 用镀铬试块确定。 承压类特种设备PT应达到3级。
涡流三维磁场测量及实际渗透深度建模
摘要
采 用 直 接 测 量 固 态 导 体 内部 磁 场 分 布 的 方 法 , 立 了涡 流 实 际 渗 透 深 度 的 数 学 模 型 。研 究 结 果 表 明 : 际 渗 透 深 度 除 建 实
与 导 体 的 电导 率 、 导 率 以及 测 试 频 率 有 关 外 , 与 线 圈 的形 状 及 激 励 磁 场 有 关 , 次 提 出 了 它 们 之 间 的 数 学 模 型 。 模 型 为 磁 还 首 该 确 定 涡 流 在 导 体 中 的 实 际 渗 透 深 度 提 供 了一 个 可 靠 的 依 据 。 关键词 三 维 磁 场 涡 流 检 测 实 际 渗 透 深 度 渗 透 深 度 模 型
M e s e e n 3 M a ne i e d o dy Cu r nta o lng o he Tr e a ur m nto D g t c Fi l f Ed r e nd M de i f t u De t ne r to p h of Pe t a i n
( PD ) fe d u r n ie ty m e s rn hed s rb to fi e i rm a ne i il n i es l o d c o . e T o d y c r e tby d r c l a u i g t it i u i n o nt ro g tcfed i sd o i c n u t r Th d
1
江 加
)
)
们 采 用 有 限 元 法 求 涡 流 问 题 的 数 值 解 有 较 大 进 展 。有人在 此基 础上研 究 了平面 传感器 实际 渗透
1 引
言
深度与 标准渗透深 度之 间的关 系 , 出 了半 经验修 提
以涡流检 测评 价导 电材 料制 成的零 件 质量 , 应用 相当广泛 。 涡流渗透深 度通 常作 为涡流检测 的指 导 , 由
仿真研究在低频涡流探伤中的应用
第2卷 3 第2 期
文章编号 : 0 94 (060 09 0 1 6— 3820 )2— 27— 5 0
计 算 机 仿 真
26 月 0 年2 0
仿 真 研 究在 低 频 涡 流 探 伤 中 的应 用
刘春鑫, 费跃农 , 汪洋
l 引言
涡流检测属于电磁检测类, 是五大常规无损检测之一,
具有结构简单 , 灵敏度高 , 速度快 , 测量线性 范围大 , 无污 染 ,
内涡流 的变化 , 而涡流 的变化 又会 引起检测线 圈 中感应 电压
的幅值 和相位 的变化 。 通过分析 检测线圈 中感 应电压 的变化
就可确定被 测件 的尺寸及缺 情况 。
smuain mo e sb i pfrlw  ̄e u n ye d u rn ee t s,ao gwi h oeia n lssa o tte i lt d li ul u o o o t q e c d yc re td fcst t ln t te rt l ayi b u h e h c a ma n t eda d smuain. h to so i lt naeas h wnse yse .I h n t esmuain g ei f l n i lto T emeh d f muai r los o tpb tp ntee d, h i lto ci s o rs lsa d t er ft d uwe r gv n n f u e a d ds u s d T e i lt n eut , c mp rd e ut n h i i t c i ae ie i g r , n ic se . h smuai rs l e i o s o ae wi t h
fa iit ne d n p cina dge tsg i c n ei cu le gn e iga p iain e sbl yi d yis eto பைடு நூலகம்n ra inf a c na ta n ie rn p l to .Th i lto e ut l i i c esmuainrs lswi l
浅析涡流及渗透检测在民航无损检测中的应用
浅析涡流及渗透检测在民航无损检测中的应用作者:殷志平来源:《中国科技博览》2016年第18期[摘要]无损检测(Nondestructive Testing)作为航空器及其部件维护过程中一项特殊的技术,在航空器的适航保障过程中作用举足轻重。
涡流检测、渗透检测作为两大常规检测方法,在日常无损检测工作中应用非常广泛,他们有一个共性就是可识别被检对象的表面或近表面缺陷。
然而,随着机队的老龄化,航空器维修级别不断升级,需要实施无损检测的部位、部件种类越来越多,不同无损检测技术、方法的应用也越来越广泛,因此针对这些航空器部位、部件,依据航空器厂家手册提供信息,选择合适的无损检测方法并准确实施是摆在民航无损检测人员面前的一个课题。
[关键词]民航无损检测涡流检测渗透检测中图分类号:TH878 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)18-0356-02一、背景分析随着中国民航业的蓬勃发展,国内各大航空公司机队规模不断扩大,加上机队不断老龄化,航空业维修业务市场一片繁荣,航空器及部件大修业务市场规模增长迅猛。
无损检测(NDT)作为航空器及其部件维护过程中一项特殊的技术,为航空器,特别是在老龄航空器的适航性的保障过程中作用举足轻重。
然而,随着机队的老龄化,航空器维修级别不断升级,需要实施无损检测的部位、部件种类越来越多,不同无损检测技术、方法的应用也越来越广泛,因此针对这些航空器部位、部件依据航空器厂家手册提供信息,选择合适的无损检测方法并准确实施是摆在民航无损检测人员面前的一个课题。
当前国内民航无损检测应用的方法主要有涡流检测、渗透检测、超声波检测、射线检测、磁粉检测、红外热成像检测,这几大方法中根据检测对象的不同一种方法有细分成多种检测方法,例如超声波检测根据被检对象的材质、部位,缺陷种类不同又细分成超声波检测缺陷、超声波测厚、超声波相共振法、声振敲击法、声振机械阻抗法、谐振法等;涡流检测根据缺陷深度的不同可分为高频涡流检测(HFEC)和低频涡流检测(LFEC)。
脉冲涡流检测中如何正确评估实际有效渗透深度
涡流检测作为一种非接触式无损检测方法,具有操作简单、检测速度快、安全、缺陷检出率高等特点,被广泛运用在航空航天、船舶、核电、机械、建筑、冶金等领域。
常规涡流检测以单一频率的正弦波作为激励信号,通过对目标检测区域内感应电压幅值或相位的采集和分析来实现对表面及近表面缺陷的检出。
但是,上述单频涡流检测是稳态式检测方法,具有有效渗透深度小,频谱范围有限且对干扰信号敏感等缺点,限制了该方法的应用。
相比于传统单频涡流检测,脉冲涡流检测具有频谱范围广、感应信号丰富、检测深度范围广、响应速度更快等优势,对感应电压信号进行时域瞬态分析即可实现缺陷的检测和评估。
在脉冲涡流检测中,标准渗透深度是影响检测参数选择的重要参考。
但由于实际检测过程受多方面因素的影响,其并非简单的一维涡流问题,利用理论计算的标准渗透深度来评估实际有效渗透深度会产生严重的偏差,影响包括检测频率等在内的关键检测参数的选择,进而影响缺陷的检出率。
中国核动力研究设计院的研究人员针对工业上常用的奥氏体不锈钢,开展了脉冲涡流标准渗透深度的理论计算与实际有效渗透深度的试验测定,将计算结果与试验结果进行了对比,分析了理论值与实际值产生偏差的原因,为实际检测的参数优化与数据分析提供了参考。
01渗透深度计算方法脉冲涡流的标准渗透深度直接关系到涡流能否有效穿透到缺陷所在位置,进而实现有效检出。
与常规单频涡流不同,脉冲涡流激励信号(方波)是基波和许多谐波的组合,利用傅里叶展开可表示为:式中:A0为信号直流分量;Фn为相位;基频ω1=2πf1,f1为与基准角频率ω1对应的基准频率;A n为振幅谱;n=1,2,…;V为方波信号的幅值;k为方波信号的占空比。
选择脉冲宽度及周期满足T=2Δ(Δ为脉冲宽度)的脉冲信号,则激励信号所有频率分量可表示为:常规单频涡流检测的标准渗透深度可表示为:式中:f为正弦激励信号的频率;μ和σ分别为导体的磁导率和电导率。
将式(3)代入式(4)中,当n=1,占空比为50%时,可以得到脉冲涡流的标准渗透深度δPW为:02渗透深度测定试验1脉冲涡流检测系统图1 脉冲涡流检测系统框架示意脉冲涡流检测系统由信号发生器、功率放大器、差分放大器、探头以及计算机等组成。
航空无损检测新技术
远场涡流检测探头 远地涡流检测系统原理框图 检测系统的组成部分:振荡器,功率放大器,探头的驱动定位位置,相位及幅值检测 器,微型计算机 检测应用:石油化工厂、水煤气厂、炼油厂和电厂等行业中的多种铁磁性或非铁磁性 管道的探伤、分析和评价,如:锅炉管、热交换管、地下管线和铸铁管道等的役前和在役检 测。 五、声振检测:声振检测中包含了整体法,局部法(振动阻尼法,机械阻尼法) ,声 阻抗法,共振法。声振检测采用的是几百 KHZ 的频率,对于很深的缺陷难检测,比较容易 检测浅表面的缺陷。 整体声振检测检测板簧,车轮,文物鉴定。多点击振检测复合材料立体网结构;局部 敲击(声振)法用专业的敲击锤(俗称“啄木鸟” )来发现复合材料板和交接结构,检测较 大的脱粘;声阻法(机械阻抗法)用来检测复合材料,板----板胶结结构,检测时的谐振频 率与缺陷的宽带、距表面深度等因素有关;声谐振法检测时需要耦合剂,利用收发一体的探 头来测量谐振频率 f,从而判断缺陷的状况。 六、水浸聚焦 TOFD 超声成像检测技术 要考虑焦点、焦距的长度,形状的变化。采用点聚焦方式的检测方法通常用来检测盘 或者叶片之类的构件;线聚焦方式的检测用于棒材,管材的检测。水浸聚焦 TOFD 法以纵 波入射,采用一发一收的探头,通常检测焊缝。当缺陷较平或斜时,检测的误差较大。探头 采用的频率一般为 10--15M。 七、导波检测: 导波是由于边界的限制,在固体声波导中传播的制导波。它的特点是频散和多模式。 故采用频率很低的声波来检测。通常的频率只有几百 K 赫兹。导波的分类:板中的导波、 自由界面板中的 Lamb 波,圆管中的管导波。导波适合长距离的检测,它的可达性比一般的 超声波检测要好,但频率又不能太高,特别是厚板中的频率更不能高。频散是导波检测的缺 点,它会使导波检测的灵敏度降低。导波按模式来分分为 L(0,2)纵向模式,传播速度快; T(0,1)扭转模式;F(1,3)弯曲模式。 导波的应用:检测管道,检测钢轨,航空发动机管道。
涡流检测实训报告
一、实训目的本次实训旨在通过实际操作,使学生掌握涡流检测的基本原理、设备操作、检测方法及数据处理等方面的知识,提高学生的实际操作技能和工程应用能力。
二、实训时间2023年X月X日至2023年X月X日三、实训地点XX大学工程实训中心四、实训内容1. 涡流检测原理及设备介绍涡流检测是一种非接触式的无损检测方法,通过检测被测材料表面的涡流信号,来判断材料内部的缺陷情况。
涡流检测仪是一种利用涡流原理进行无损检测的设备,主要包括探头、检测电路、显示系统等部分。
2. 涡流检测设备操作(1)设备准备:首先,检查设备外观是否完好,电源是否正常。
然后,将设备放置在平稳的工作台上。
(2)参数设置:根据被测材料和检测要求,设置检测频率、灵敏度等参数。
(3)探头操作:将探头放置在被测材料表面,缓慢移动,观察显示系统中的涡流信号。
(4)数据处理:根据检测到的涡流信号,分析缺陷情况,并进行记录。
3. 涡流检测方法(1)穿透法:将探头放置在被测材料表面,检测材料内部的缺陷。
(2)表面法:将探头放置在被测材料表面,检测材料表面的缺陷。
(3)磁化法:在被测材料表面施加磁场,检测材料内部的缺陷。
4. 涡流检测数据处理(1)信号分析:观察涡流信号的幅度、频率、相位等特征,判断缺陷类型。
(2)缺陷定位:根据涡流信号的分布情况,确定缺陷位置。
(3)缺陷定量:根据涡流信号的幅度,估计缺陷尺寸。
五、实训过程及结果1. 实训过程(1)熟悉设备操作流程,了解设备性能参数。
(2)根据被测材料和检测要求,设置检测参数。
(3)进行实际操作,观察涡流信号,分析缺陷情况。
(4)记录检测结果,撰写实训报告。
2. 实训结果(1)掌握涡流检测的基本原理、设备操作、检测方法及数据处理等方面的知识。
(2)熟悉涡流检测仪的使用方法,能够独立进行检测操作。
(3)提高实际操作技能和工程应用能力。
六、实训总结本次实训使学生深入了解了涡流检测的基本原理和实际应用,提高了学生的实际操作技能和工程应用能力。
实验涡流探伤实验指导书
实验涡流探伤实验指导书1000字涡流探伤是一种无损检测方法,通常用于检测金属零件表面的裂纹、疲劳缺陷、孔洞、瘤等缺陷。
本实验将研究涡流探伤的原理、应用范围、探伤效果及使用注意事项。
一、实验原理否定涡流即表示肯定磁场。
当通过交变电流,金属空间绕成环状的磁通线,磁通线与电流方向相互垂直,磁场强度与电流强度成正比。
当磁场穿过导体时,将在导体内部产生涡流。
当导体中存在缺陷时,磁通线要绕过缺陷周围的空间,即绕下去,这就会导致磁通线与导体之间的阻抗变化。
涡流探伤利用缺陷对磁通线的影响来检测缺陷。
二、实验仪器实验仪器包括涡流探伤仪、涡流探头、标准样板及使用说明书。
涡流探伤仪通常有数字显示屏幕,显示获得的信号、控制器等,涡流探伤仪可显示涡流探头的工作状态、工作频率等。
三、实验步骤1.仔细观察标准样板,了解含有哪些缺陷以及缺陷的位置和大小。
这个步骤是为了更好地理解涡流探伤及其应用。
2.将标准样板铺放在比色板中,使样板满足涡流探头的工作条件。
3.连接好探头,调整好涡流探伤仪的工作频率,使其与探头相对应。
4.将探头平稳地移动,注意操作速度不宜过快或过慢,并用手指轻轻拍打样板表面,以产生涡流,观察探头是否能够及时地发现缺陷。
5.记录测试结果,将测试结果与样板上的缺陷位置进行对照。
四、实验结果涡流探伤实验通常有两种结果:一为检测到缺陷,二为未检测到缺陷。
当探头检测到缺陷时,屏幕上将显示出信号强度及信号频率。
未检测到缺陷时屏幕上无任何反应。
测试结果应准确地记录并按照系统要求归档。
五、注意事项1.使用前应认真阅读涡流探伤仪使用说明书,了解设备的构造和维护方法。
2.当检测时,涡流探头应平稳移动,不能过快或过慢。
3.当测量缺陷时,要对探头灵敏度进行调整。
4.要避免电磁干扰,探伤时应远离废弃引线、大功率电气设备等。
5.检测过程中要注意保护探头以及检测表面。
六、实验总结涡流探伤是一个非常重要的无损检测方法,可用于检测各种材料和零件的缺陷。
低频透射式涡流传感器原理
低频透射式涡流传感器原理嗨,朋友!今天咱们来聊聊一个超级酷的东西——低频透射式涡流传感器。
你可能会想,这是个啥玩意儿啊?别急,听我慢慢道来。
我有个朋友叫小李,他在一家工厂工作。
有一次啊,他跟我抱怨,说他们厂里检测一些金属部件的厚度可麻烦了,总是测不准。
我就跟他说,你知道低频透射式涡流传感器吗?这东西可厉害着呢,能轻松解决你的问题。
他眼睛一下子就亮了,说:“快给我讲讲呀!”那低频透射式涡流传感器到底是靠啥原理工作的呢?咱们可以把这个传感器想象成一个超级敏锐的小侦探。
当这个传感器开始工作的时候,它会发射出低频的交变磁场。
这就好比是小侦探放出了自己的小宠物,这个小宠物会在周围的空间里跑来跑去,寻找目标。
这个交变磁场呢,遇到金属物体的时候,就会在金属内部产生涡流。
这涡流啊,就像是在平静的湖面上突然刮起了一阵旋风,把原本平静的湖水搅得乱七八糟。
而这股“旋风”会反过来影响最初发射出来的交变磁场。
你想啊,本来好好的磁场,突然被这涡流一搅和,肯定就变样了。
我记得我和小李在解释这个的时候,他一脸疑惑地问我:“那这和检测厚度有啥关系呢?”我就笑着跟他说:“这关系可大了去了。
”你看啊,当这个交变磁场穿过金属的时候,如果金属比较薄,那这个磁场受到涡流的影响就相对小一些。
就好像你用一根小棍去捅一块薄木板和一块厚木板,薄木板对你小棍的阻力肯定比厚木板小。
同样的道理,磁场穿过薄金属时,能比较顺利地透过去,损失的能量就少。
如果金属厚呢,那涡流就更强,对磁场的干扰就更大,磁场透过去的能量就少多了。
这传感器就像一个聪明的小脑袋,它能检测到穿过金属后磁场的变化。
通过这个变化量,就能算出金属的厚度啦。
这就好比你知道一个人出发的时候带了多少干粮,走了一段路之后还剩下多少干粮,那你就能算出他这一路吃了多少干粮,从而推断出他走了多远的路一样。
是不是很神奇呢?还有哦,低频透射式涡流传感器在很多地方都有大用处呢。
比如说在汽车制造行业,要检测汽车车身某些金属部件的厚度,保证汽车的安全性和质量。
钛合金深层裂纹缺陷涡流检测仿真与实验研究
传感技术学报CHINESE JOURNAL OF SENSORS AND ACTUATORS Vol.34No.3 Mar.2021第34卷第3期2021年3月Simulation and Experimental Research on the Deep CrackDefects of Titanium Alloy with Eddy Current Testing*ZHANG Chengjie,HU Minghui*9XU Xiaoxiong(Key Laboratory of Pressure Systems and Safety,East China University of Science and Technology,Shanghai200237,China)Abstract:Aiming at the problem that conventional eddy current can only detect near-surface defects of metal components,this paper presents a multi-channel differential excitation eddy current probe based on the tunnel magnetoresistance(TMR)sensor array to realize the detection of deep cracks in titanium alloy plates.The coil parameters are optimized by simulation.The differential rectangular excitation coils are designed to improve the defect detection effect o£TMR array,and the differential eddy current probe is fabricated.The defects under3mm and4mm on the surface of the titanium alloy plate are detected.The induced magnetic field intensity of the12mm,6mm and3mm microcracks under3mm of are0.01992mT,0.0152mT and0.00528mT.The induced magnetic field intensity of the6mm microcrack under4mm is0.00448mT.The results show that the TMR array eddy current probe is more sensitive to the change of defect length than the change of width.The probe can detect the deep microcracks effectively.Key words:eddy current testing;TMR sensor;deep defect;titanium alloyEEACC:5140;7230doi:10.3969/j.issn.l004-1699.2021.03.004钛合金深层裂纹缺陷涡流检测仿真与实验研究*张程杰,胡明慧*,徐小雄(华东理工大学承压与安全教育部重点实验室,上海200237)摘要:针对常规涡流只能检测金属构件近表面缺陷的瓶颈,本文基于TMR隧道磁阻阵列设计了多通道差分激励涡流检测探头,实现了对钛合金板件深层裂纹缺陷的检测。
涡流穿过式传感器实际渗透深度的数学模型
率 、激励磁场 、长径比及频率和长径比的交互作用对
K1 和 K2 的影响都特别显著 , 因此 , 频率 、激励磁场
以及长径比均是 K1 , K2 的主要影响因素 。采用多 项式回归得到一定的长径比条件下的初始物理模
型为
1
H
=
(α1 H0
+ α2lnf
α +
e 3)
(α4
H0
-
α
5
f
2
)
x
(6)
式中 α1~α5 ———初始物理模型的待定系数
改变测量线圈在导体中的径向位置就得到了涡流磁场径向分布相同激励磁场不同频率不同激励磁场相同频率涡流磁场测试系统由于集肤效应导电材料内产生的涡流磁场是非均匀的为了实现磁场的点测量设计了点式测量探头使所测空间磁场的值为线圈几何中心的值测量条件由电磁场理论可知影响磁场分布的因素有外激磁场电磁场频率及导体的电导率和磁导率同时测量在似稳条件下进行被测导体满足各向同外激励磁场h0测量结果线圈长径比在频率相同激励磁场不同及频率不同激励磁场相同的实验条件下测量导体涡流磁场的分布的线圈为对象在上述条件下测量导体涡流磁场的分布所示
(1) 初始化 采用一维实数编码 ,每条染色体 表示一种系数组合 。染色体中的基因座表示与基因
相对应系数的取值 。初始群体中个体 (染色体) 采用
随机的方式产生 ,即在各系数对应的取值范围内以 均匀分布方式随机选取该系数数值 。
(2) 杂交 首先采用赌轮方式 ( Roulette Wheel Method) 以概率 Pc (杂交概率) 进行随机选择参加 M 个杂交的父代个体 xi = ( xi1 , xi2 , xi3 , …, xin) , i = 1 , 2 , …, M 。然后采用 (μ+ 1) 演化产生子代个体 。即 以 M 个个体 (向量) 所构成的子空间
涡流无损检测
f fg
频率比
有效磁导率
涡流场分布
检测信号的分析与处理技术
(干扰信号的排除) 1、相位分析法 a)相敏检测波法 移相器 b)不平衡电桥法
移相电路
2、频率分析法
3、幅度鉴别法
涡流的检测及适用范围
常用仪器: 导电仪、测厚 仪、探伤仪 检测对象: 阻抗的幅值 和相位 显示实际需 要参量:厚 度、缺陷等
2、阻抗平面图与归一化
XM XZ 2 X2 2 R2 X 2
阻抗平面图:把R2 从 0 或者把电抗X2
2
从 0 得到一系列对应的RS 和XS值,以:
横轴: RS 纵轴: XS
归一化:
横轴: RS变换 纵轴: XS变换
RS
XS
归一化优点: 消除线圈阻抗的影响,具有通用性、可比性;
f :检测频率 fg :特征频率 特征频率fg :以μeff虚量模为1 对应的频率 说明:特征频率 fg 是工件的固有特性,取决于自身的电磁 特性和几何尺寸。
j ka 2fa 1 f g
2
1 2a 2
涡流试验相似律
有效磁导率μeff是一个取决于频率比 大小的参数,而μeff的大小又决定了试件内涡流和磁场 强度的分布。 对于两个不同的试件,各对应的频率比相同,则有效 的磁导率、涡流密度及磁场强度的分布均相同。
涡流检测的优点
不用接触工件,检测速度快,适合材料在役检测。 检测灵敏度高,可对工件表面或近表面的大小缺陷 进行评价。 非破坏性,不用耦合介质,不接触工件,可在高温 下检测。 检测安全,不存在辐射危险。 检测信号为电信号,可对结果数字化处理和自动化。
涡流检测的缺点
检测材料必须导电。 难以用于形状复杂的零件。 检测渗透深度和检测灵敏度相互矛盾。 透入深度受到限制,只能检测表面,近表面的缺陷。 (对钢,涡流检测一般深度只能达到3-5mm) 穿过式线圈检测对缺陷的具体位置无法判定;放置 式检测区域狭小、速度慢。 检测受干扰因素较多。(温度、形状、不均匀性等) 检测结果难以判别缺陷种类、性质、尺寸等。
涡流无损检测实验报告
江苏科技大学数理学院开放性选修实验训练涡流无损检测实验报告指导老师:魏勤组员:彭加福(0640502112)胡进军(0640502107)徐大程(0640502115)江苏科技大学数理学院06级应用物理学2009年12月15日涡流无损检测实验报告彭加福(江苏科技大学数理学院应用物理 0640502112)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,它仅适用于导电材料,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。
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。
作为无损检测的一种重要手段,涡流检测在现代工业无损检测中得到了深入而广泛的应用和推广。
实验训练期间,我们采用SMART-2097智能便携式多频涡流仪、D60K数字金属电导率测量仪和7504塗层测厚仪等涡流仪器完成了定标、探伤、电导率测定和膜厚测量等实验,掌握了涡流的产生机理及涡流探伤原理,熟练掌握了各种涡流探伤仪、测量仪的基本操作。
1 实验目的1.1 熟悉各种涡流探伤仪、测量仪的基本操作,简单了解各实验仪器的工作原理及性能,并通过系列实验了解涡流无损检测在现代工业中的应用;1.2 学习掌握涡流检测的基本方法及相关理论知识,了解涡流检测仪、测量仪及涡流探头的内部结构和工作原理;1.3 分别使用SMART-2097智能便携式多频涡流仪、D60K数字金属电导率测量仪和7504塗层测厚仪进行探伤、测电导率和薄膜厚度。
2 实验仪器SMART-2097智能便携式多频涡流仪、D60K数字金属电导率测量仪、7504塗层测厚仪、各种涡流探头及数据传输线、SMART-2097智能便携式多频涡流仪标准试块(含有深为0.1mm, 0.5mm, 1.0mm的划痕)、D60K数字金属电导率测量仪高值-低值定标试块、7504塗层测厚仪标准膜。
涡流实训项目——课堂
项目1 平面点探头的操作一、实训目的1.熟练掌握平面点探头的使用方法。
2.调整选择合理参数,对铝块样片进行标定。
二、实训设备和器材1.试件:LY12CZ铝块2.探头:平面点探头3.涡流检测仪:IDEA-301三、实训内容1.观察边缘效应对检测的影响。
2.观察不同深度缺陷与阻抗幅值的关系。
3.以样片中间缺陷作为实际缺陷,分别通过对样片最浅和最深缺陷的标定,对实际缺陷当量的大小进行判断。
四、实验步骤1.安装好平面点探头。
2.开机进入开机界面,按任意键进入功能界面,按F1进入涡流检测功能界面。
3.进入显示菜单,选择显示模式。
4.设定检测参数:频率、增益、P驱动、其它参数保持默认。
5.选择扇形窗体,范围占仪器界面显示的三分之二左右。
6.进入检测功能,按“ENTER”键,开始检测。
注意:将探头平稳压靠在铝块表面;移动扫查保证探头平稳状态,观察并记录。
五、分析总结项目2 内穿式探头的操作一、实训目的1.熟练掌握内穿式探头的使用方法。
2.调整选择合理参数,对铜管样件进行标定。
二、实训设备和器材1.试件:铜管(外径Φ25mm、壁厚1.5mm)2.探头:内穿式探头3.涡流检测仪:IDEA-301智能数字双频涡流检测仪三、实训内容调整设定检测参数,对铜管样件上不同深度尺寸缺陷分别进行标定。
四、实训步骤1.安装好内穿式探头。
2.开机进入开机界面,按任意键进入功能界面,按F1进入涡流检测功能界面。
3.进入显示菜单,选择显示模式。
4.设定检测参数:频率、增益、P驱动、其它参数保持默认。
5.选择扇形窗体,范围占仪器界面显示的三分之二左右。
6.进入检测功能,按“ENTER”键,开始检测,观察并记录。
五、分析总结。
涡流检测实验方案
涡流检测实验方案一、实验目的1.熟悉电磁波的发射和接受,并能进行一定的数据处理;2.学习掌握涡流检测的基本方法及相关理论知识,了解涡流检测仪、测量仪及涡流探头的内部结构和工作原理;3.通过示波器观测接收到的电流信号,反推电磁波分布,从而分析地表电导率推测地表情况。
二、实验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。
涡流检测是根据电磁感应原理研究岩层导电性的一种方法。
如下图所示,在发射线圈T中通以交流电流,这个交流电流将在线圈周围产生一个交变磁场φ1,处在交变磁场中的导电介质便会感应出围绕线圈的环形电流I1。
该环形电流也将造成二次磁场φ2,而φ2将在接收线圈R2中产生感应电动势。
该感应电动势的大小是和环形电流的强度有关的,而环形电流的强度又取决于岩石的导电性。
所以,通过测量接收线圈中的感应电动势,便可以研究岩层的导电性。
当表层有金属存在时就会产生涡流,所以通过对涡流的检测可以知道地表层是否有金属存在。
三、实验设备1.接收线圈和发射线圈2.高频电流源3.示波器4.模拟地层金属5.导线若干四、实验步骤1.按照要求将设备整理好,并对设备进行调零等;2.按照试验原理图接好线路,检查线路后,可进行试验;3.先做没有金属导体地表的电导率分布,所以不放金属导体,合上开关进行试验,观测接收到的信号并记录,断开开关;4.将准备好的金属放入,再次进行试验,合上开关,记录数据;5.整理好试验器材,再对得到的数据进行分析处理。
五、实验注意事项1,试验中可能有干扰源,要尽可能排除干扰;2,试验仪器使用必须遵守使用说明的规定,不能随意操作,出现不爱惜仪器的现象。
流体涡流演示实验报告
一、实验目的1. 了解涡流的产生原理及条件。
2. 观察涡流的形成过程及其特性。
3. 掌握实验操作技能,提高实验操作能力。
二、实验原理涡流,又称为旋涡,是指流体在流动过程中,由于速度和方向的变化,使得流体内部产生局部旋涡现象。
涡流的形成与流体的速度、密度、粘度等因素有关。
当流体流经管道、弯头、阀门等管件时,由于流体速度和方向的突然变化,使得流体内部产生旋涡,从而形成涡流。
涡流的存在会导致流体的机械能损失,影响管道系统的正常运行。
本实验通过观察流体在特定条件下产生的涡流现象,分析涡流的形成过程及其特性。
三、实验仪器与设备1. 实验台2. 涡流发生装置3. 流量计4. 压力表5. 热电偶6. 数据采集系统7. 计算机及实验软件四、实验步骤1. 将实验台上的涡流发生装置安装好,确保各连接部位严密。
2. 调节涡流发生装置,使流体流速达到实验要求。
3. 启动涡流发生装置,观察涡流的形成过程及其特性。
4. 使用流量计、压力表、热电偶等仪器,分别测量流体的流速、压力、温度等参数。
5. 将实验数据传输至计算机,利用实验软件进行分析和处理。
五、实验数据及结果1. 观察到,当流体流经涡流发生装置时,会在管道内形成明显的旋涡现象。
随着流速的增加,涡流的强度也随之增强。
2. 通过测量,得到以下数据:- 流体流速:2.0 m/s- 压力:0.2 MPa- 温度:20℃3. 数据分析结果表明,涡流的形成与流体的速度、密度、粘度等因素密切相关。
在本实验条件下,随着流速的增加,涡流的强度逐渐增强。
六、实验讨论与心得1. 涡流的形成是流体流动过程中的一种常见现象,对管道系统的运行产生一定的影响。
在工程实际中,应合理设计管道系统,减少涡流的形成。
2. 通过本次实验,加深了对涡流产生原理及特性的理解,提高了实验操作能力。
在今后的学习和工作中,将更加关注流体流动过程中的涡流现象,为工程实践提供有益的参考。
3. 实验过程中,应注意以下几点:- 确保实验仪器设备的正常运行;- 正确读取实验数据,避免人为误差;- 合理安排实验步骤,提高实验效率。
管道低频涡流探伤的三维缺陷响应仿真分析与试验研究的开题报告
管道低频涡流探伤的三维缺陷响应仿真分析与试验研究的开题报告一、选题背景近年来,随着管道输送的液体、气体等物质的种类和数量的逐年增多,管道安全问题也逐渐引起人们的关注。
其中,管道内部出现的隐蔽缺陷,如裂纹、腐蚀、异物等,往往容易导致管道事故的发生,给生产、环保和公众带来严重的人财物损失。
在管道缺陷检测技术中,低频涡流探伤技术因其高检测灵敏度、不接触、不损伤、快速高效等优势,逐渐成为了管道缺陷检测的重要手段之一。
低频涡流探伤技术利用涡流感应原理,通过探头与管道内部缺陷间的互动作用,产生电磁信号,并测量信号的变化,从而判断管道内部的缺陷情况。
目前,国内外对低频涡流探伤技术的研究主要集中在管道内部圆柱形缺陷的检测方面,并依据缺陷情况进行了探头设计、信号处理等方面的优化。
然而,对于非圆柱形缺陷的检测,如扁平型、锥形、菱形等缺陷,低频涡流探伤技术的检测灵敏度相对较低,需要通过优化探头设计和信号处理算法等手段来提高其检测效率和准确性。
因此,对于这些非圆柱形缺陷的检测方法的研究,具有重要的实用价值和理论意义。
二、研究目标和内容本研究旨在通过建立三维缺陷模型,深入研究低频涡流探伤技术对不同形状的管道内部缺陷的探测能力,分析不同形状缺陷对信号的影响规律,为优化探头设计和信号处理算法提供参考。
具体研究内容包括:(1)建立三维缺陷模型:利用计算机辅助设计软件,建立不同形状的管道内部缺陷的三维模型。
(2)探头设计:根据不同的缺陷形状,设计不同类型的探测探头,包括盲沟探头、坡口探头、后向散射探头等探头类型,优化探头的形状和参数。
(3)信号仿真分析:利用有限元分析软件,建立管道和探头的有限元模型,仿真计算探头探测不同形状缺陷时的电磁信号,分析不同形状缺陷对信号的影响规律。
(4)试验验证:结合实验室低频涡流探伤系统,对不同形状缺陷进行实验验证,比较仿真计算结果和实验数据的差异,验证仿真分析的可靠性。
三、拟采用的研究方法本研究将采用以下研究方法:(1)借助计算机辅助设计软件(CATIA、SolidWorks等),建立不同形状缺陷的三维模型。
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Abstract: Design of coil size and selection of excitation frequency are essential for eddy current testing.The standard penetration depth equation as the standard f or eddy curent testing does not take into account the effect of coil size.Aiming at this problem ,a finite element simulation model f or transmission eddy curent detection is established.The influence of different excitation frequency and different size probe on penetration depth of transmission eddy current is studied.The val idity of simulation analysis is proved by experiments.Sim ulation and experimental results show that:W hen the excitation frequency is high,the transmission eddy current can detect the depth of the defect is greater than the standard penetration depth,and the higher excitation frequency can guarantee better detection effect; higher excitation frequency can ensure better detecting effect,and it is less affected by coil size. Keywords: eddy current;transmission;penetration depth;non—feromagnetic mater ial
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传感 器与微 系统(Transdueer and Microsystem Te第 37卷 第 11期
DOI:10.13873/J.1000-9787(2018)11-0054-04
透 射 式 涡 流 渗 透 深 度 的仿 真 与 实验
常 祥 ,周德 强 。,王 华 ,曹丕宇
0 弓l 言 涡 流 检 测 技 术 常 用 于 表 面 或 近 表 面 缺 陷 的 检 测 ]。
平 面电磁波垂直入射 到半无 限大导体 时 ,趋 肤效应仅 取决 于波频 、材料的磁导率 和电导率 。实 际工作 中涡流探 头产 生 的电磁波不是平 面电磁波 ,且入 射角不 与被测材料 表面 垂直 。因此 ,根据标准渗透深 度公式 计算 所得 的深度并 不准确。Mottl Z 研究 了真 实涡 流渗透深度与标准渗透 深 度之 间的关 系 ,确认涡流线圈产生 的电磁波不是平面波 ,发 现涡流渗透深度 还取 决于 涡流线 圈 的直 径 。Majidnia S 4] 通过有限元仿真研究 了探头 尺寸 、提离 距离 和线圈 匝数 对
传统圆柱型激励线圈感生涡 流渗透深 度的影响 ,但没有 通 过实验验证仿真结果 的准确性 。Smith R AI5 研究 发现对 于传统涡流线圈 ,激励频率较低时 ,探头尺寸对涡流渗透深 度影响很大 ,但 当激励频率较高时 ,探头尺寸对涡流渗透深 度 影 响 不 大 。
Sim ulation and experim ent of penetration depth of
transm ission eddy current
CHANG Xiang ,ZHOU De—qiang , ,W ANG Hua ,CAO Pi-yu (1.School of Mechanical Engineering,Jiangnan University,W uxi 214122,China; 2.Key Laboratory for Advanced Food M anufacturing Equipment Technology of Jiangsu Province,W uxi 214122,China; 3.Key Laboratory of Nondestructive Testing,Ministry of Education,Nanchang Hangkong University,Nanehang 330063,China)
(1.江 南大 学 机械 工程学院 ,江苏 无锡 214122;2.江苏省食品先进制造装备技术重 点实验 室,江苏 无锡 214122 3.无损检测技术教育部重点实验室 南 昌航空大学 ,江西 南 昌 330063)
摘 要 :线圈尺寸的设计 和激励频率 的选择对 于涡流检测至关重要 。针对作为涡流检测行业标 准的标 准 渗透深度方程没有考虑到线圈尺寸的影 响问题 ,建立 了透射式涡流检测的有 限元 仿真模 型 ,研究了不同激 励频率 和不 同尺寸探头对透射式涡流渗透深度的影响 ,并通过实验证 实 了仿真分析 的有效性 。仿 真与实 验结果表 明 :激励频 率较 高时 ,透射式涡流可检测到缺陷 的深度 大于标准渗透 深度 ;较 高的激励频 率能保 证更好 的检测效果 ,且受 线圈尺寸影响较小 。 关键词 :涡流 ;透 射 ;渗透深度 ;非铁磁性材料 中图分类号 :TH39;TG156 文献标识码 :A 文章编 号 :1000-9787(2018)11-0054-04