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。

2.C扫图
颜色—检测数据电压数值；
上下顺序—阵列元位置；
左右顺序—扫查路径；
四、涡流阵列技术的特点
·常规涡流检测技术
通过检测线圈的阻抗变化评价工件是否缺陷的无损检测技术。

缺点：
一次性扫查范围窄;
检测结果不直观。

·涡流阵列检测技术
采用多路器分时激励多个按一定方式排布的、且独立工作的阵列元，能够一次完成大面积扫查及C扫显示的
涡流检测技术。

·优点
一次性扫查范围宽;
检测结果直观（有时可判断大小和形状）。

涡流阵列技术既继承了常规涡流检测技术所有优点，又弥补了其部分缺点。

优点
■适用于各种导电材质的工件检测；
■可以检出表面和近表面缺陷；
■由于采用非接触式检测，表面要求低；
■无需耦合剂，环保；
■一次性覆盖范围大，检测效率高；
■检测结果较为直观，可在一定程度上对缺陷定位、定量、定性；
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。

五、涡流阵列检测技术的国内外现状
◆ASTM E2884-2013e1 Standard Guide for Eddy Current Testing of Electrically Conducting Materials
Using Conformable Sensor Arrays
◆ASTM E3052-2016 Standard Practice for Examination of Carbon Steel Welds Using Eddy Current Array
◆ASME BPVC Section V-2019
MANDATORY APPENDIX IX EDDY CURRENT ARRAY EXAMINATION OF FERROMAGNETIC AND NONFERROMAGNETIC MATERIALS FOR THE DETECTION OF SURFACE-BREAKING FLAWS
MANDATORY APPENDIX X EDDY CURRENT ARRAY EXAMINATION OF FERROMAGNETIC AND NONFERROMAGNETIC WELDS FOR THE DETECTION OF SURFACE-BREAKING FLAWS
◆GBT 34362-2017 无损检测适形阵列涡流检测导则。