涡流检测仪器五知识讲解

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3. 三种分类
• 1.按检测线圈输出信号[感应方式]不同分类 • 2.按检测线圈与工件相对位置分类 • 3.按比较方式[线圈绕制连接]分类
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2. 按线圈与工件相对位置分类
• [外]穿过式
• 这种线圈是将工件插入并通过线圈内部进行检测。如图 所示。它可检测管材、棒材、线材等，可以从线圈内部 通过的导电试件。由于采用穿过式线圈、容易实现批量 、高速检验及实现自动化检测，因此，广泛地应用于小 直径的管材、棒材、线材试件的表面质量检测。
• 标准比较式（它比式）：典型的差动式涡流俭测．采用二个检测 线圈反向联接成为差动形式。如图b所示、一个线圈中放置被检 试件(与被测试件具有相同材质、形状、尺寸且质量完好)，而另 一个线圈中放置被检试件。由于这两个线圈接成差动形式，当被 检试件质量不同于标准试件(如存在裂纹)时，检测线圈就有信号 输出，实现对试件的检测。
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自比较式（自比式）：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。如图c所示，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 数变化通常是比较小的，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便几乎被抵消掉，如果试件存在缺陷， 当线圈经过缺陷(裂纹)时将输出相应急剧变化的信号，且第—个线圈或 第二个线圈分别经过同一缺陷时所形成的涡流信号方向相反。
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1－线圈；2－试件；3－线圈架
内通过式（内插式）
1－线圈架；2－线圈；3－试件
• 在对管件进行检验时，有时必须把探头放入管子 的内部．这种插入试件内部进行检测的探头称为
内通过式探头，它适用于冷凝器管道（如钛管、 铜管等）的在役检测。
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放置式（点式；探头式）
• 在检测时，将线圈放置于被检测工件表面进行检验。这 种线圈体积小，线圈内部一般带有磁芯，因此具有磁场 聚焦的性质，其灵敏度高。 它适用于各种板材、带材和 大直径管材、棒材的表面检测，还能对形状复杂的工件 某一区域做局部检测。
（a）绝对式；（b）标准比较式；（c）自比较式
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绝对式和自比式[单线圈和差动线圈]
• 绝对式 • 对所有变化敏感 • 易区分混合信号 • 显示缺陷整个长度
• 温度不稳定时易发生 漂移
• 对探头的颤动比差式 敏感
• 自比式 • 温漂小 • 抑制颤动 • 对短伤敏感 • 对缓慢变化[长缺陷]不
• 幅度和相位解调——相敏检波器 • 频率解调——滤波器
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2 涡流检测仪器的基本结构
• 激励：振荡器，功率放大器 • 检出：探头，电桥，自动平
衡
• 处理：相敏检波器（含移相 器），滤波器，幅度鉴别器
• 显示：示波器，记录仪 • （计算机系统）
涡流检测系统的基本结构
1－振荡器，2－电压表，3－探头，4－裂 纹，5－工件
1－线圈；2－磁芯；3－外壳；4－试件
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穿过式线圈
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内插式线圈
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3.按比较方式[绕制连接]分类
• 绝对式：如图a所示，直接测量线圈阻抗的变化，在检测时可用 标准试件放入线圈，调整仪器，使信号输出为零，再将被试工件 放入线圈，这时，若仍无输出，表示试件和标准试件的有关参数 相同。若有输出，则依据检测目的不同，分别判断引起线圈阻抗 变化的原因是裂纹还是其他因素。这种工作方式可用于材质的分 选和测厚，又可进行缺陷的检测。
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1.基本结构；2.基本功能
• 结构：由激励绕组、检测绕组、骨架和外壳组成。 • 功能： ①激励形成涡流的功能，即能在被检工件中建立一个交变电磁场
，使工件产生涡流的功能； ②检取所需信号的功能，即检测获取工件质 量情况的信号并把信号送给仪器分析评价； ③抗干扰的功能，即要求涡 流传感器具有抑制各种不需要信号的能力，如探伤时需抑制直径、壁厚 变化引起的信号，而测量壁厚时，要求抑制伤痕的信号等。 • 涡流传感器（整体）又称作检测线圈
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Fra Baidu bibliotek20
3 基本电路
• 振荡器，功放：激励源 • 电桥：检出信号 • 放大器：用于放大微弱的输入信号，提高检测
敏感
• 只能探出长缺陷的终 点和始点
• 有时信号不好解释
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涡流检测仪器原理框图
涡流仪的工作原理是：振荡器产生的各种频率的振荡电
流流经检测线圈，线圈产生交变磁场并在试件中感生涡 流，同时，受导电试件影响的涡流会使检测线圈的电性 能发生变化，通过信号输出电路将(包含待测信息的)检 测线圈电性能的变化转变成电信号输出，经放大器放大， 信号处理器消除各种干扰，然后输入显示器显示检测结 果。
• 提取缺陷信号，抑制干扰信号，三种分析 方法
• 1. 相位分析法 • 2. 频率分析法 • 3. 幅度分析法
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信号形成与检出
• 调制：试件与线圈相对运动，试件信息[信 号]加载在高频振荡信号上的过程。包括幅 度调制、频率调制和相位调制。
• 解调：将加在高频振荡信号的试件信息[信 号]检出的过程。
• 含义2.检测金属片厚度，利用厚度效应（线圈 的视在阻抗要随金属薄板厚度的不同而发生相 应的变化），测量范围<3倍渗透深度
• 选择较高频率，抑制金属电导率的影响
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涡流探伤仪
• 缺陷会改变导体内涡流的分布，从而影响 线圈阻抗
• 缺陷效应是电导率效应、磁导率效应和直 径效应的局部综合结果。
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涡流电导仪
• 测量金属及其合金中的电导率(成分、热处 理状态/杂质…)
• 测量灵敏度：用每单位电导率变化所对应 的阻抗变化值来表示。S=(∆Z)/ (∆σ)
• 选择频率比f/fg，使阻抗点在曲线的最右边 ，这样，灵敏度较高
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涡流测厚仪
• 含义1.测量金属基体上绝缘层厚度，利用提离 效应(在涡流检测中，探头晃动引起的信号变化 叠加在缺陷信号中，阻碍对缺陷的正确判断与 识别，这种干扰称为提离干扰，又称为提离效 应)，金属基体厚度>3倍渗透深度