15-涡流检测原理解析
涡流检测(相关知识)
一般的涡流检测仪主要由振荡器、探头(检测线 圈）、信号输出电路、放大器、信号处理器、显示器、 电源等部分组成，其方原理框图如下图所示。
二、检测线圈（探头）
（1）检测线圈的作用 1.交变的激励电流作用下产生交变磁场，使试件感生 涡流。 2.拾取因试件物性变化引起涡流磁场变化的信息，并 将其转换为电信号
由于涡流具有集肤效应，因此涡流检测只能检 测表面和近表面的缺陷。 由于试件形状的不同、检测部位的不同，所以 检测线圈的形状与接近试件的方式也不尽相同。 为了适应各种检测的需要，人们设计了各种各样 的检测线圈和涡流检测仪器。
2 涡流检测系统
涡流检测系统包括涡流检测仪、检测线圈、对比试块等。 一、涡流检测仪 （1）涡流检测仪器的类别 涡流检测仪是根据不同的检测目的，应用不同的方法抑 制干扰信息，拾取有用信息的电子仪器。根据用途、使用、 显示等不同分为以下几类。 ① 按用途分 ⅰ 探伤仪 ⅱ 材料分选仪 ⅲ 测厚仪 ② 按使用方式分 ⅰ 手动涡流仪 ⅱ 自动指针显示
此 外， 按 信号处理方法不同还可以分为 相位分 析仪、频率分析仪、振幅分析仪等几种。
二、 涡流检测仪原理与组成
涡流检测仪的工作原理是：振荡器产生各种频率的 振荡电流通过检测线圈产生交变磁场在试件中感生涡
流。当试件存在缺陷或物性变化时，线圈电压发生变
d —— 磁通量的变化率： dt
“-”——表示感生电动势反抗回路中的磁通的变化。
（2）自感与互感 ①自感 当回路磁通量变化时，回路中会产生感生电动势。 同样，当回路中通过的电流发生变化时，也会引起回 路磁通变化，从而在回路中产生感生电动势。由于这 种感生电动势是自感回路电路引起的，因此称为自感 电动势，用 E 表示。
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：：191．什么叫声脉冲？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。
15-涡流检测原理解析
涡流检测可以广泛用于各种金属材料工件和少 数非金属材料工件。
与其它无损检测方法相比，涡流检测的主要优、 缺点如下: 优点:
A) 对导电材料的表面或近表面的检测，具有良 好的灵敏度
上述四个因素都可通过涡流检测原理采进行 解释，它们的影响程度也能计算出来。
由于在铁磁性材料中透入深度低，因此，通 常采用较低的频率。
即使在检测工件 表面裂纹时采用较 高频率，但与检测 非磁性材料表面裂 纹时采用频率相比 仍然是相当低的。
在涡流检测时，若通以交变电流的线圈中没有 试样，则可以得到空载阻抗Z0=R0+jωL0，若在 线圈中放入试样，线圈阻抗将变为Z1=R1+jωL1
随着材料和工件性质的不同，对检测线圈的影 响也不一样，因而，工件性质的变化可以用检测 线圈阻抗特性的变化来描述。
由于引起检测线圈阻抗发生变化的直接原因是 线圈中磁场的变化，检测时需要分析和计算工件 被放入检测线圈后磁场的变化，然后得出检测线 圈阻抗的变化，才能对各种因素进行分析。
然而，正是由于对多种试验参数有敏感反应， 也就会给试验结果带来干扰信息，影响检测的正 确进行。
对涡流产生影响的因素有电导率、磁导率、 缺陷、工件形状与尺寸及线圈与工件之间距离等。
因此，涡流检测可以对材料和工件进行电导率 测定、探伤、厚度测量以及尺寸和形状检查等。
表中列举了涡流检测的几种用途
涡流法还可对高温状态下的导电材料进行涡流 检测，如热丝、热线、热管、热板等。
从上式可知，频率、电导率和磁导率愈大，透 入深度也就愈小。
几种典型材料的透入深度如图6-1，显示导电材 料的透入深度与检测频率的关系
《涡流检测技术》课件
根据涡流信号的变化，可以得知材料内部 是否存在缺陷。
涡流检测技术的应用领域
1
航空领域
用于飞机发动机叶片等高精度设
制造领域
2
备的测试。
用于制造工艺控制、质量检测、
零部件分选等方面。
3
电子领域
用于电子元器件检测，例如PCB板 故障等。
常见的涡流检测设备
缺陷检测仪
可以进行表面缺陷及小型裂 纹的检测，并有利于精确判 别缺陷位置及长宽比。
涡流检测技术的原理
涡流检测原理
材料内部存在一定大小的涡流损耗，用感 应线圈检测涡流损耗来检测材料表面和近 表面的问题。
电磁感应探头
探头内含有感应线圈，由其生成磁场对材 料进行检测。
电磁感应原理
交流电流经过线圈时产生强磁场，磁场作 用于导电物体内的自由电子，形成涡流， 涡流会阻碍原有的电流，产生电磁感应信 号。
• 设备操作步骤需熟 知，若无经验可咨 询专业技师。
线管探伤仪
可进行管道内壁的检测，广 泛应用于石化、冶金、船舶 等领域。
分选机
通过涡流检测进行尺寸分选 及表面缺陷检测，提高工作 效率。
涡流检测技术的优势和局限
1 优势
2 局限
能够检测高品质材料的小型缺陷，检测 速度快、非破坏性、适用于多种材料。
无法检测非导体材料，检测结果易受工 作人员经验和工作环境影响。
操ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ涡流检测设备的注意事项
环境要求
• 避免电磁干扰频繁 出现的场所进行操
• 作 操。 作区域需干燥无 水，以免影响检测 效果。
安全要求
• 检测设备带电，请 勿将设备接到液体 或潮湿环境中。
• 在操作时需佩戴防 护手套等个人防护 用品。
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。
涡流检测
涡流检测技术
涡流检测技术
3 1 2 3 4
涡流检测的原理 涡流检测的仪器设备 涡流检测方法
涡流检测的应用
涡流检测的原理
3 1 2 3 4
涡流检测的基本知识 涡流检测的基本原理 趋肤效应
渗透深度
涡流检测的基本知识
涡流
涡流是当金属导体处在变 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 旋涡状流动的电流
=
1 f
涡流检测的基本知识
渗透深度是反映涡流密度分布于被检材料的电导率、磁导 率及激励频率之间基本关系的特征值。f、μ、σ 越大， 则渗透深度越小
由于被检工件表面以下3δ处的涡流密度仅约为其表面密 度的5%，因此通常将3δ作为实际涡流探伤能够达到的极 限深度
涡流检测仪器
3 1 2 3
示波管
显示出来
计算机的CRT
涡流检测仪
涡流检测仪的工作原理
振荡器产生各种频率的振荡电流通过检测线圈产 生交变磁场在试件中产生感生涡流，当试件存在 缺陷或物理变化时，线圈电压发生变化，通过信 号输出电路将线圈电压变化量输入放大器放大，
经信号处理器消除各种干扰信号，最后将有用信
号输入显示器显示检测结果。
涡流检测仪 涡流检测线圈 对比试样
涡流检测仪
3 1 2 3
仪器的类别 涡流检测仪组成 涡流检测仪的工作原理
涡流检测仪
仪器的类别
按检测目的分：
导电仪
测厚仪
探伤仪
导电仪
测厚仪
探伤仪
涡流检测仪
指示检测结果
指示检测结果
鉴别影响因素
鉴别影响因素
检测涡流信息
检测涡流信息
产生激励信号
涡流法原理
涡流法原理
涡流法是一种非破坏性检测技术，其原理是基于涡流感应现象。
当交变电流通过导体时，会在导体周围产生一个交变磁场，这个磁场会在导体表面产生涡流。
涡流会使得导体表面产生一个磁场，这个磁场可以被探测器检测到。
涡流法常用于金属材料的检测，如金属管道、轴承、齿轮等。
它可以检测出材料表面缺陷、裂纹、疲劳等问题。
在检测过程中，将探测器放置在被检测的材料表面，通过测量涡流感应的变化来判断材料是否有缺陷。
涡流法具有快速、准确、高灵敏度等优点，但对于非金属材料的检测效果较差。
同时，由于涡流的感应深度较浅，其检测结果只能反映材料表面的情况，对于深层次的缺陷无法准确检测。
总之，涡流法是一种重要的材料检测技术，在工业生产和安全监管中有广泛应用。
- 1 -。
《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。
无损检测——涡流检测特点及原理
涡流检测基本原理
• 涡流检测是以电磁感应原理为基础。 • 当载有交变电流的检测线圈靠近导电材料时，
.
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
X
2 M
X 22
/( R222
X
2 22
)
Z折合 R折合 jX 折合
意义 在这种变压器耦合式互感电路中，尽管原、副 边之间没有直接的电的联系，但由于互感的存在， 副边电路的闭合而得到的副边电流，会通过互感影 响原边电路中电压和电流之间的关系。
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
.
.
.
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 .
无损检测——涡流检测特点及 原理
涡流:金属在变动的磁场中或相对于磁场运动，金 属体内感生出漩涡状流动的电流
涡流检测特点
（1）只适用于产生涡流的导电材料； （2）涡流检测时不要求检测线圈与被检材料紧密接触 （3）检测时无需耦合剂。不必在检测线圈和工件之间充填，从而容易
涡流检测涡流检测
第三章 涡流检测
趋肤效应的存在使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递减。 在涡流检测中，定义涡流 密度衰减到其表面密度值的1／e（36.8%）时对应的深度为标 准渗透深度，也称趋肤深度，用符号h表示，其数学表达式为
503 h
fr
f — —电流频率，Hz；
r — —相对磁导率，无量纲； — —电导率，S / m。
第三章 涡流检测
电导率 electric permeability
电导率是物体传导电流的能力。 电导的基本单位是西门子（S），原来被称为姆欧，取电 阻单位欧姆倒数之意。因为电导池的几何形状影响电导率值， 所以标准的测量中用单位S/m来表示电导率，以补偿各种电极 尺寸造成的差别。
7、缺点：受趋肤效应的限制，很难发现工件深处的缺陷；缺陷 的类型、位置、形状不易估计，需辅以其他无损检测的方法来进行缺 陷的定位和定性（感应磁场与原磁场叠加，使检测线圈的复阻抗发生改变，不 能直接反映缺陷的类型、位置、形状）；不能用于绝缘材料的检测；对形状 复杂的零件，涡流检测的效率相对较低。
第三章 涡流检测
交变的感生涡流渗入被检材料的深度与其频率的1/2次幂成反比。
常规涡流检测使用的频率较高（几百到几兆赫兹），渗透深度通常
较浅，因此常规涡流检测是一种表面或近表面的无损检测方法。
趋肤效应
503 h
fr
第三章 涡流检测
二、 1、对导电材料表面和近表面缺陷的检测灵敏度较高； 2、应用范围广，对影响感生涡流特性的各种物理和工艺因素均
离
迹的测量
第三章 涡流检测
三、 当直流电流通过导体时，横截面上的电流密度是均匀的。 但交变电流通过导体时，导体周围变化的磁场会在导体中产生 感应电流，从而会使沿导体截面的电流分布不均匀，表面的电 流密度较大，越往中心处越小，尤其是当频率较高时，电流几 乎是在导体表面附近的薄层中流动，这种现象称为趋肤效应。
涡流检测技术概述
涡流检测技术概述资料整理：无损检测资源网沧州市欧谱检测仪器有限公司一、涡流检测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。
由涡流产生的交流磁场也产生磁力线，其磁力线也是随时间而变化，它穿过激磁线圈时又在线圈内感生出交流电。
因为这个电流方向与涡流方向相反，结果就与激磁线圈中原来的电流方向相同了。
这就是说线圈中的电流由于涡流的反作用而增加了。
假如涡流变化，这个增加的部分(反作用电流)也变化。
测定这个电流变化，从而可得到试件的信息。
涡流的分布及其电流大小，是由线圈的形状和尺寸，交流频率(试验频率)，导体的电导率、磁导率、形状和尺寸，导体与线圈间的距离，以及导体表面缺陷等因素所决定的。
因此，根据检测到的试件中的涡流，就可以取得关于试件材质，缺陷和形状尺寸等信息。
二、涡流检测方法涡流检测是把导体接近通有交流电的线圈，由线圈建立交变磁场，该交变磁场通过导体，并与之发生电磁感应作用，在导体内建立涡流。
导体中的涡流也会产生自己的磁场，涡流磁场的作用改变了原磁场的强弱，进而导致线圈电压和阻抗的改变。
当导体表面或近表面出现缺陷时，将影响到涡流的强度和分布，涡流的变化又引起了检测线圈电压和阻抗的变化，无损检测资源网根据这一变化，就可以间接地知道导体内缺陷的存在。
由于试件形状的不同，检测部位的不同，所以检验线圈的形状与接近试件的方式与不尽相同。
为了适应各种检测需要，人们设计了各种各样的检测线圈和涡流检测仪器。
1、检测线圈及其分类在涡流探伤中，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。
所以说，检测线圈是一种换能器。
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: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C6ridudiV4 MAUrel1、 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CnI£wjnefllsCoilsfna^ntltc fieldE 曲y currtnrsV.无损检测－声脉冲19发布者：：IDEA 发布时间：：2009-11-20 09:48 浏览次数：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。
涡流检测(indoc整理)
常规涡流检测使用的频率较高（几百到几兆赫兹），渗透深度通常
较浅，因此常规涡流检测是一种表面或近表面的无损检测方法。
第五章 涡流检测 (Eddy Current Tes.)
内 容
5.1涡流检测的基本原理 5.2 涡流检测的阻抗分析法 5.3 涡流检测的应用
前 言
利用电磁感应原理，通过检测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，或发现缺陷
的无损检测方法称为涡流检测。 涡流检测是控制各种金属材料及少数非金属导电材料 （如石墨）及其产品品质的主要手段之一。与其他无损检测 方法相比，涡流检测更容易实现检测自动化，特别是对管材、
Z :阻抗，单位为欧姆 R :电阻，单位为欧姆 X :电抗，单位为欧姆 j 是虚数单位
Z R jX
电感L
线圈在磁通发生变化时能产生电动势e，
线圈匝数
d d e N dt dt N Li
电感
磁链
磁通
N L i i
互感M
当线圈1中的电流变化时所激发的变化磁场，会在它相邻的 另一线圈2中产生感应电动势；同样，线圈2中上的电流变化时， 也会在线圈1中产生感应电动势。这种现象称为互感现象，以互 感系数M表示，简称互感。所产生的感应电动势称为互感电动势。
Z0 R1 jX1 R1 jL1
空载阻抗
电阻
电抗
初级线圈
次级线圈
线圈耦合互感电路
当初级线圈与次级线圈（被检对象）相互耦合时，由于互感的 作用，闭合的次级线圈中会产生感应电流，而这个电流反过来又 会影响初级线圈中的电压和电流。这种影响可以用次级线圈电路 阻抗通过互感M反映到初级线圈电路的等效阻抗Ze来体现。Z0与 Ze之和Z称为初级线圈的视在阻抗。
涡流检测基本知识
1.1涡流检测的基本原理1.1.1涡流涡流—线圈中通过交流电（即外加交变磁场），在导体中产生的涡状电流。
1.1.2涡流检测的原理电磁感应原理—交变电场产生交变磁场，交变磁场产生交变电场。
线圈中通以交流电I→线圈周围产生交变磁场→导体中产生一个互感电流，即涡流IE→IE随原磁场H周期性交变→产生一个感应磁场HE根据互感效应原理，HE要反抗原磁场H的变化，当H↑——HE与H反方向；H↓——HE与H同方向；最终达到一种HE与H的动态平衡。
当线圈处在导体有伤处时，涡流的正常流动被伤所干扰，即IE发生变化→HE随之发生变化→原来的平衡被破坏→原线圈感受到这种变化，即通过电流I反馈回来一个信号，我们称之为涡流信号。
涡流信号被接受→记录→分析，这就是涡流检测的基本原理。
一个简单的涡流检测系统包括：ü振荡器（高频）ü检测线圈ü指示器1.1.3产生涡流的基本条件ü线圈——检测线圈/探头ü交流电——检测仪器ü导体——试件1.1.4影响涡流检测的要素ü试件的性质ü检测线圈和检测仪器的结构和性能ü检测线圈和被检试件的配合，包括间距、相对运动等。
1.1.5涡流检测的特点ü只适用于导电材料，金属材料、少数非金属材料如石墨等。
导体→涡流ü特别适用于导电试件表面和亚表面检测。
外加激励磁场的频率↑→涡流越趋于试件表面→表面涡流密度De越大→表面的检测灵敏度↑ü特别注意信号的处理。
试件的化学成分、试件尺寸、内应力、冷加工、热处理各种缺陷→电导率变化→涡流信号变化磁导率→试件饱和磁化，消除磁导率u的变化为了区分各种因素对涡流的影响、特别重视信号的处理ü不需耦合剂电磁波——波动性+粒子性UT超声波——波动性，机械波ü检测速度极快，易实现自动化。
ü适用于高温金属的检测前提：高温下金属仍具导电性；检测非接触进行。
涡流检测原理
涡流检测原理
涡流检测原理是一种用于检测流体流动性的技术，它可以帮助工程师识别流体的粘度、温度、流量等重要参数。
它的工作原理是通过对流体中的涡流进行测量，从而获得流体的流动特性。
涡流检测原理是基于流体动力学理论，主要由涡流仪、测量传感器、控制单元和显示仪组成。
涡流仪是由一个可调节大小的涡流发生器和一个探头组成，可以在流体中产生涡流。
测量传感器可以测量涡流的强度，控制单元负责处理传感器检测到的信号，显示仪负责显示检测结果。
涡流检测原理的应用非常广泛，可以用于测量流体的流量、压力、温度和粘度等参数。
它可以用于液压系统和气体管道系统的检测，还可以用于测量汽车发动机的性能参数，例如压缩比等。
此外，涡流检测原理也可以用于检测风机、泵、发动机等设备的性能，以及热能转换等相关领域。
它可以帮助工程师更好地了解设备的运行状况，以便快速有效地维护和维修设备。
总之，涡流检测原理是一种非常有用的技术，可以用于测量流体的性能参数，也可以用于检测设备的性能，为工程师提供了更好的维护和维修服务。
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。
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由于引起检测线圈阻抗发生变化的直接原因是 线圈中磁场的变化，检测时需要分析和计算工件 被放入检测线圈后磁场的变化，然后得出检测线 圈阻抗的变化，才能对各种因素进行分析。
如将线圈l的阻抗作一复数阻抗平面，即以电阻R 为横轴，以感抗 X为纵轴并以负载 Rr为参变数作 出的轨道曲线，如图a所示
是一个近似半圆 ( 右边 ) ，半圆直径为 k2ω L1 ，线 圈1感抗X从ω L1单调减少到(1-k2)ω L1，而电阻R 由R1，增加到Rl+k2ω L1/2最大值后减小回到R1
由于涡流也有趋肤效应，因此，涡流密度在金 属表面最大，离表面愈远衰减愈大。
不同导电材料 (电导率和磁导率不同 )以及通过 的交变电流的频率不同，电流密度在工件横截面 上的分布也有所不同，它是按指数规律从工件表 面向工件内部衰减的。
电流密度下降到表面电流密度37%的深度，称为 透入深度(δ )。它与激励电流的频率、金属材料 的电导率和磁导率有直接关系，可表示为
首先需要了解两个线圈相距很近而又有互感的情 况，当线圈2不接负载时，线圈1的等效阻抗为线 圈1原有的阻抗Z1不变(Z1=R1+jω L1)
而当线圈 2 的负载短路时，线圈 1 的等效阻抗为 R1+jω L1(1-k2) ， 即 比 线 圈 1 的 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 有 阻 抗 减 小 了 jω L1k2大小(其中k为耦合系数
用这样的阻抗平面来了解线圈阻抗变化要比用 公式直观得多，容易理解。
但是由于不同的线圈阻抗和不同的电流频率有 不同的半圆直径和位置，而且有时线圈阻抗的轨 迹曲线不是半圆，因此要进行相互比较有困难。
为此，用线圈 1 的视在感抗 ω L1 来除纵轴和横轴 的X和R，可以获得归一化阻抗曲线，如图b
这样，半圆直径在纵轴上的位置，上端为(0,1)， 下端为(0,1-k2)，直径为k2，半圆上参变数 Rr，用 归一化频率F来表示，则有 F L2 Rr
在半圆上端 F 等于零，中间 F 等于 1 ，下端 F 为无 穷大。归一化处理后的电阻和电抗都是无因次量， 并且都一定小于 l 。根据这个方法得到的阻抗平 面图的格式是统一的，因而具有通用性。
在涡流检测时，若通以交变电流的线圈中没有 试样，则可以得到空载阻抗 Z0=R0+jω L0 ，若在 线圈中放入试样，线圈阻抗将变为Z1=R1+jω L1 随着材料和工件性质的不同，对检测线圈的影 响也不一样，因而，工件性质的变化可以用检测 线圈阻抗特性的变化来描述。
尤其加热到居里点温度以上的钢材，检测时不 再受磁导率的影响，可以像非磁性金属那样用涡 流法进行探伤、材质检验及棒材直径、管材壁厚、 板材厚度等测量。 涡流检测可以广泛用于各种金属材料工件和少 数非金属材料工件。
与其它无损检测方法相比，涡流检测的主要优、 缺点如下: 优点: A) 对导电材料的表面或近表面的检测，具有良 好的灵敏度 B) 适用范围广，能对导电材料的缺陷和其它因 素的影响提供检测的可能性 C) 在一定条件下可提供裂纹深度的信息
1 f
式中 f-交流电流频率(Hz)，μ -材料磁导率(H/m)， σ -材料电导率[m/(Ω .mm2)] 从上式可知，频率、电导率和磁导率愈大，透 入深度也就愈小。
几种典型材料的透入深度如图 6-1 ，显示导电材 料的透入深度与检测频率的关系
除了透入深度的定义外，它也是交流电流的 相位差为180o的深度。 工件表面的涡流密度最大，它的检测灵敏度 最高，离工件表面愈深，涡流密度愈小，检出 灵敏度愈低。 涡流检测中，要用许多阻抗平面图来描述缺 陷、电导率，磁导率和尺寸变化与线圈阻抗的 关系。
因此，通过测定检测线圈阻抗的变化，可以得 到被检材料有无缺陷的结论。
涡流检测只适用于导电材料，同时由于涡流是 电磁感应产生的，所以在检测时不必要求线圈与 被检材料紧密接触，从而容易实现自动化检测。
因此，对管、棒、丝材的表面缺陷，涡流检 测法有很高的速度和效率。
涡流及其反作用磁场对金属材料工件的物理和 工艺性能的多种参数有反应，因此是一种多用途 的检测方法。
D) 不需要耦合剂 E) 对管、棒、线材等便于实现高速、高效率的 自动化检测 F) 适用于高温及薄壁管、细线、内孔表面等其 它检测方法比较难以进行的特殊场合下的检测
缺点
A) 限于导电材料
B) 只限于材料表面和近表面的检测
C) 干扰因素多，需要特殊的信号处理
D) 对形状复杂的工件进行全面检测时效率很低
E) 检测时难于判断缺陷的种类和形状
涡流既然是因为线圈中交变电流 ( 又称一次电 流 ) 激励的交变磁场在金属中感应产生的，那么 涡流也是交变的，同样会在周围空间形成交变磁 场并在线圈中感应电动势。
这样，线圈造成的磁场不是由一次电流所产生， 而是一次电流和涡流共同感生的合成磁场。
假定一次电流的振幅不变，线圈和金属工件之 间的距离也保持固定，那么，涡流和涡流磁场的 强度和分布就由金属工件的材质所决定。 也就是说，合成磁场中包含了金属工件的电导 率、磁导率、裂纹缺陷等信息。 因此，只要从线圈中检测出有关信息，例如从 电导率的差别就能得到纯金属的杂质含量、时效 铝合金的热处理状态等信息，这是利用涡流方法 检测金属或合金材质的基本原理。
6 涡流检测
6-1 涡流检测基本原理
金属在变动的磁场中或相对于磁场运动时，金 属体内会感生出旋涡状流动的电流，称为涡流。 涡流检测是以电磁感应为基础，它的基本原理 是，当载有交变电流的线圈靠近导电材料时，由 于线圈磁场的作用，材料中会感生出涡流。
涡流的大小、相位及流动形式受到材料导电性 能的影响，而涡流产生的反作用磁场又使检测线 圈的阻抗发生变化。
然而，正是由于对多种试验参数有敏感反应， 也就会给试验结果带来干扰信息，影响检测的正 确进行。
对涡流产生影响的因素有电导率、磁导率、 缺陷、工件形状与尺寸及线圈与工件之间距离等。 因此，涡流检测可以对材料和工件进行电导率 测定、探伤、厚度测量以及尺寸和形状检查等。
表中列举了涡流检测的几种用途
涡流法还可对高温状态下的导电材料进行涡流 检测，如热丝、热线、热管、热板等。