涡流探伤仪校准方法探讨

△ 一 删） Ｘ１ ０ ， ／ ０％ （） ２
四、测量设 备及 其他设 备
１ ．示 波 器 ：示 值误 差不 大 于 ±５ ０ ，频 率 范 围 ： ．％
（ ０～ ２ ０）ＭＨ 。 Ｚ
式中：△ｆ ——激励源输 出频率稳定性 ，％ 。
ｆ — — ｌ次 测量 中 最大 输 出频 率 值 ，ｋ ｚ ０ Ｈ。 ｆ —— １次 测 量 中最 小输 出频 率 值 ，ｋ ｚ ０ Ｈ。 ｆ 厂 输 出频 率 的标称 值 ，ｋ ｚ Ｈ。
△ ＝（ 一 一 ｉ ／，ｘ１０ （） 【 厂 ｎ【 ％ ３ ） 。 ０
式 中 ： Ａ 激 励源 输 出 电压 稳 定 性 ，％ Ｕ—— 。 Ｕ ａ— — １ 次测 量 中最 大输 出 电压 ，Ｖ ｍｘ ０ 。 ｕ ｉ— — ｌ 次测 量 中最 小输 出 电压 ，Ｖ ｍｎ Ｏ 。 Ｕ — 输 出电压 标称 值 ，Ｖ — 。 （ ） 测能 力 的 校准 五 检 １ ．将 标 准 试 件 同 心均 匀 穿过 探 测 器 中 心 ， 同 时让
３ ．激励源输 出电压稳定性：激励源输 出电压稳定
性 不 大于 １ ０ 。 ． ％
能鉴别金属表面有无缺 陷或其 它物 理性质变化 ，从而 解决金属材料探伤 、测 厚、分 选等问题 ，完成整个金
属材 料 涡流 探 伤测 量 过程 。
４ ．检测能力：检测能力不小于６Ｂ ｄ。
５ ．分 辨 力 ：分 辨力 不 小于 ４０ ｍ ．ｍ 。 ６ ．周 向灵敏 度差 ：周 向灵 敏度 差 不大 于４ Ｂ ｄ。
４ ．负 载 电阻 （ ） ：制造 厂 额 定 的无 感 电阻 ，其 温 Ｒ 度 漂移 小于 ５ｐ ／ ｐｒ＇ ｎ Ｃ。也 可使 用 标准 探 测器 。 ５ ．标 准 试件 ： 钢 试件 ：人工 缺 陷示 值误 差 不 大于 ±０ １ｍ 。 ．５ｍ 铜 试件 ：人工 缺 陷示 值误 差 不 大于 ±０ ０ ｍ 。 ．７ｍ
伤 仪 的技 术 性 能 的 优 劣 将 直 接 影 响 金 属 管 、棒 等 产 品
３ ．激励频率 。提供给检测线圈中激励线圈的交流 ４ ．检 测能力 。评价 涡流探 伤仪对 缺 陷的探伤 能
力。
质量 。 目前 国家 尚无相 应的计量技术检定规程或校准
规 范 ，开 展 对 涡 流 探 伤 仪 校 准 方 法 的研 究 ， 以期 达 到
痕迹 。
图 ２
２． 由超 高 频 毫 伏 表 每 隔 ｌ ｍ ｎ 量 一 次 输 出 电 ０ ｉ测
压 ，共 测 量 １ 次 ，取其 最 大 值 与 最 小值 按 公 式 （ ）进 ０ ３ 行 计算 激 励源 输 出 电压稳 定 性 。
（ ） 励源输 出频 率 百度文库值 误 差 校 准 二 激
２ ．高频 毫 伏 表 ：示 值 误差 不大 于 ±４ Ｏ ，频 率 范 ．％
围： １ ｋ ｚ １ Ｍ Ｚ ０ Ｈ ～ ０ Ｈ ，电压 范 围 ：ｌ Ｖ １ Ｖ ｍ ～ ０。
３ ．数字 频率 计 ：示 值误 差不 大 于 ±０ ０％ ． １ ，频率 范
围：１Ｈ ￣１Ｍ ｚ ０ｚ ０Ｈ 。
（ 激励源输出电压稳定性校准 四） １ ．激励源输 出电压稳定性校准按 图２ 连接 。
ＬＲ ｉ ，按公式 （ ）计算线性偏差值 。 ７
ＡＬ Ｌ — ＝ Ｌｆ （ ） ７
值量衰减增 益，直 到三个人 工缺 陷信号全部低于显示 器上满度的５％ ０ 。此时增益值为 Ｇ 。则周 向灵敏度差按 １
公 式 （ ）进 行 计算 。 ５
式中：△Ｌ ——线性偏差值，％ 。
Ｌ —— 各 衰 减增 益 平均 值 ，％ 。 Ｌ — 各增 益 的理 论 值 ，％ ； — 。
１ ．激励 源输出频率示值误差校准按图ｌ 连接，校准
时 取 探 伤 仪输 出 频 率 范 围 内取 高 、 中 、低 三 个 频 率 点
进 行测 量 。
由
图 １
标 准 试件 的人工 缺 陷 由小到 大 依 次通过 。调 节增 益 使显 示值 为满 度 的５％ ０ 的最 小人 工缺 陷此 时 的增 益值 为Ｃ。 ２ ．按上 款 要求 操 作 ，调节 增 益信 噪声 为满 度 的 ３％ ５ （ 平衡 功 能 的探 伤 仪 为 １％ ，此 时 的增 益 值 为ｃ， 有 ０） 检测 能 力 按公 式 （ ）进 行 计 算 。 ４
锈 钢 管 、锅 炉 四 管 等 ）的 在 役 和 役 前 检 测 ， 以及 各 种 金 属 管 、棒 、 线 、 丝 材 等 导 电材 料 的在 线 、离 线 探 伤
２ ．涡流检测。外用在试件中的涡流 ，分析试件质
量信 息 的无 损 检测 方法 。 电基 波频 率 。 ’
检测 。在 冶金、机械 领域中的金属管 、棒 、线 、丝材 等导 电材料质量 评价 占据着十分重要 的地位 ，涡流探
五 、校 准项 目和校 准方 法
（ ） 观 及 工作 正 常 性检 查 一 外 涡 流 探 伤 仪 （ 下简 称 探 伤 仪 ）外 观 有 无 影 响 计 以 量 特 性 的伤 痕 和 裂 纹 等 缺 陷 ， 控 制 和 调 节 机 构 是 否 灵 活 可 靠 ， 显 示 器 、 面 板 、 标 度 是 否 清 晰 ， 有 无 破 损
ｉ —— 增 益 理论 值 ，取 １ 、３ 、５ 分 、２ 、４ 、６
差 ，％ 。
（） １
ｃ——缺陷增益值 ，ｄ 。 Ｂ
ｃ — 噪声 增 益值 ，ｄ 。 。 — Ｂ （ ） 六 分辨 力 校 准 将标 准 试件 同心均 匀 穿过 探 测器 中心 调节 增益 为满
式 中 ： △ｆ—— 探伤 仪 激 励 源输 出频 率 示 值误
ｆ — 实 测探 伤 仪 的 高 、 中 、低 各点 激 励源 频 率 ， —
ｋ ｚ。 Ｈ
度 的３ ％ ５ 时，能明显观察到或对人工缺 陷信号，则最小
的两 个人 工缺 陷之 间 的距离 则 表示 分 辨 力 。
ｆ — 探 伤 仪 的 高 、 中 、 低 各 点 激 励 源 标 称 频 。 —
率 ，ｋ ｚ Ｈ。
８ ｏ 中 新拄 企 ２ １ ．６ ８ 闯高 术 业 ０ ０ １
（ 周向灵敏度差校准 七）
（ 线 性 偏差 校 准 九）
１ ．按 （ 五）第一款要求操作 ，将标准试件同心均
匀 穿过探测 器中心，调节 增益使试件上沿 圆周 分布 为
将标准试件 同心均匀 穿过探测 器中心 ，调节增益 使单孔人工缺 陷信号为显示值的１０ ，以４ Ｂ ０％ ｄ 量衰减增
一
（ 涡 流探 伤 仪 的主 要 计 量特 性 二）
、
涡流探 伤仪 的工作 原理
涡流 探 伤仪 一般 由振 荡器 ，相 敏 检波 器 、放 大器 、
结合冶金、机械行业的要求及涡流探伤仪的产品技
术 参 数 ，涡 流探 伤仪 的主要 计 量特 性 有 以下几 项 ：
移 相 器 、显 示 器 和 电源 等 部 分 组 成 ，其 工 作 原 理 是 ： 将 正 弦 波 电流 激 励 探 测 器 线 圈 ， 当探 测 器 接 近 金 属 表 面 时 ， 线 圈 周 围 的 交 变 磁 场 在 金 属 表 面 产 生 感 应 电 流 。探 测 器 在 金 属 表 面 移 动 ，遇 到缺 陷 或 材 质 、 尺 寸
２ １ ６ ｏ 中闯 新 书企 ８ ０ ｏ １ 高 技 业 ７
７ ．信 噪比：信噪 比不小于３ 。
８ ．线 性 偏 差 ：线 性偏 差 不大 于 ５０ 。 ．％
ｉ —— 高、中、低各点激励源频率，取１ 、３ 别 、２ ／ ＃ 表示高、中、低三点激励源频率 。 （ 激励源输 出频率稳定性校准 三） １ ．激励源输出频率稳定性校准按图１ 连接 。校准 时
１ ．激励源 输出频率示值误差：激励源输 出频率示
值 误 差不 大 于 ±１ ％ ０。
２ ．激 励源 输 出频 率 稳 定 性 ：激 励 源 输 出频 率稳 定
性 不 大于 ０ １ 。 ．％
等变化时 ，使得 涡流磁场对线 圈的反作用不 同，引起
线 圈 阻 抗 变 化 ，通 过 涡 流 探 伤 仪 测 量 出这种 变 化 量 就
Ｄ ＝Ｃ２一Ｃｌ
２ 开机预 热后 （ ． 按使 用说 明书 要求进 行 预热 ， 以下 各 点校 准均 按 此要 求进 行 ）， 由数字 频 率计 读 出输 频率
（ ４）
ｆ ，按公式 （）进行计算激励源输 出频率示值误差： ｉ １
式 中 ：Ｄ — 检测 能 力 ，ｄ 。 — Ｂ
Ａｆ （ 一 ／ ￣ ０％ Ｚ）ｆ ×１０ ＝
５ ．分辨力。能区分开两个相邻缺陷的最小距离。
６ ．噪 声 。 涡流 检 测 中的 一 种 不相 关 的信 号 ，可 能 由试 件 的 不 均 匀 性 产 生 ，会 干 扰 缺 陷信 号 的正 常接 收
与 处理 。
正确评价 涡流探伤 仪性 能的技术方法 ，指导计量检测
技 术 机 构 开展 计 量校 准 活 动 ， 将 有 效 地 解 决 冶 金 、机 械 部 门涡 流探 伤 仪量 值溯 源 与 传递 问题 。
Ｔ 技术交流
ｅ ｈｎｉ ａ ｃ ｃ ｌ Ｅｘｃ ｎｇ ｈａ ｅ
涡流探 伤仪校准 方法探讨
王雄飞 范冬娟 王 琴
（ 州 市质 量技 术监 督检 测 院 ， 江 杭 州 ３ ０ １ 杭 浙 １ ０ ９）
摘 要 ： 流探 伤仪 的 准确 性在 冶金 、机械 领 域 中 的金 属 管、棒 、线 、 丝材 质量 评价 占据 着十 分重 要 的地 位 ， 涡 建 立一 套 完善 的校 准方 法 ，定 期开展 对 涡流探 伤 仪进 行校 准是 各种 金属 管 、棒 、线 、丝材 的在 线 、 离线探 伤 检 测 工作 的 当务之 急 。文 章 对各种 涡 流探 伤 仪进 行 了 系统 的测 试和 论证 ，初步 建 立 了一套 可 靠 的校 准 方法 ， 对 冶金 、机械 领域 及 法定计 量检 定机构 开展 涡 流探 伤 仪 的校 准工作 有一 定 的指 导 意义 。 关键 词 ： 涡流探 伤 仪 ； 计量特 性 ； 准方 法 ； 励 源 校 激 中 图分类 号 ： Ｇ１５ Ｔ １ 文献标 识码 ： Ａ 文章 编号 ：１０ — ３ ４（ ０ １ — ０ ７ Ｏ ０９ ２ ７ ２ １ ６ ０ ８一 ３ １） 涡流 探 伤仪 是 利用 导 电材 料 在交 变磁 场 中产 生 涡 流 的性 质 ， 检 测 导 电材 料 叠 加 磁 场 的变 化 信 号 以表 征 材
二 、涡 流探伤 仪 的计量特 性
（ 涡流探伤仪的常用名词 一）
１ ．涡 流 。 由于外 磁 在 时 间或 空 间上 的变 化 而 在 导 体表 面及 近 表 面产 生 的感 应 电流 。
料缺 陷的一种 设备 。涡流探伤仪主要应用于冶金 、机 械等领域 的有色 及黑色金属管道 （ 如铜管 、钛管 、不
１０ ２ 。的三个人工缺陷信 号 占显示器上满度的５ ％ ０ ，此
时的增 益 值 为 Ｇ 。 ． ２ ．按 （ ）第一 款要 求操 作 ，调 节增 益 以 ｌＢ 五 ｄ 的差
益 （ 其增益的理论值分别 为６ ． ％ ９ ８ 、２ ． ％ ３ １ 、３ ． ％ ５ １ 、
１ ．％ ０ Ｏ ），每衰减增益测量３ ，取其平均值按 ５８ 、１。 ％ 次
取探 伤 仪输 出频率 范 围 内 的中 间频 率 点进行 测 量 。
三 、校 准条件
１ ．环境 温 度 ： １＂ ５ Ｃ￣３ ￣ ０ Ｃ； 相 对湿 度 ： ≤７％ ０。 ２ ．周 围无 外 磁场 干 扰 。
２ 由数 字 频 率 计 每 隔 １ ｍ ｎ １ 一 次 输 出频 率 ， ． ０ ｉ￣量 ］ 共 测 量 １ 次 ，取 其 最 大值 与 最 小 值 按 公式 （ ）进行 计 Ｏ ２ 算 激励 源输 出频 率稳 定性 。