交流电磁场检测一
弯管焊缝的交流电磁场检测技术
改变． 如图 １ 所示．
收 稿 日期 － ２ ０ １ ３ ０１ － ０９ －
作者简介 ： 林红伟 （ １ ９ ７ ８ 一 ） ， 男， 吉林 农安人 ， 吉林 市特种设备检验 中心工程师 ， 主要从 事工程检测方面 的研究 ．
吉
林
化
工
学
院
学
报
２ ０ １ ３年
问题 ， 当传感 器 扫 描 方 向与 刻槽 纵 向呈 垂 直 关 系
２ ０ １ ３年 ３月
文章 编 号 ： １ ０ ０ ７ － ２ ８ ５ ３ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ － ０ ０ ４ ２ － ０ ３
弯 管 焊 缝 的 交 流 电磁 场 检 测技 术
林 红伟 ， 王 驰 ， 宋树 波
（ １ ． 吉林市 特种设 备检验中心 ， 吉林 吉林 １ ３ ２ ０ １ ３； ２ ． 吉林 化工学院 机电工程学院 ， 吉林 吉林 １ ３ ２ ０ ２ ２ ）
第３ Ｏ卷
第３ 期
吉 林 化 工 学 院 学 报
Ｊ ＯＵ Ｒ Ｎ ＡＬ Ｏ Ｆ Ｊ Ｉ Ｌ Ｉ Ｎ Ｉ Ｎ Ｓ Ｔ Ｉ Ｔ Ｕ Ｔ Ｅ ＯＦ Ｃ Ｈ Ｅ ＭＩ Ｃ Ａ Ｌ Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ ０ Ｌ ０ Ｇ Ｙ
Ｖ０ １ ． ３ ０ Ｎｏ ． ３
Ｍａ ｒ ． ２ ０１ ３
测， ２ ０ ０ １ ， ２ ３ （ ２ ） ： ７ １ ＿ ７ ２ ．
［ ２ ］ 刘 贵 民． 无 损检 测 技术 ［ Ｍ］ ． 北京： 国防 工业 出版 社， ２ ０ ０ ６： １ ２ ５ － １ ２ ６ ．
［ ３ ］ 胡天 明． 表面探伤 ［ Ｍ］ ． 武汉 ： 武汉测绘 科技大学 出
交 流 电磁场 技术 是对 样 本表 面发 出一均 匀 电 流 Ｊ ， 用探头检测磁场 的三维数据 （ ｘ， Ｙ， ｚ ） ， 并 与测 量 理论 模 型 （ Ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｅ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ Ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ
ACFM介绍
ACFM(交流电磁场测量法)检测检测技术技术技术简介简介深圳分社 葛鹏飞ACFM （Alternating current field measurement ）交流电磁场检测技术是一种新型的无损检测和诊断技术，用于检测金属构件表面和近表面的裂纹缺陷，可以测量裂纹的长度和计算裂纹深度，具有非接触测量、受工件表面影响小的特点。
该检测技术在海上设施的水下无损检测中愈来愈广泛的应用。
一 背景在海洋石油和天然气装置的水下结构和海上平台设备的检测中，由于被检对象和环境的特殊性，使得常规检测方法出现漏判、误判的概率大大增加，造成巨大的经济损失和环境污染，例:在1977 到1998 年间，加拿大发生了20 起天然气管道事故，其中9 起泄漏，11 起破裂，均是由应力腐蚀裂纹(SCC-StressCorrosionCrack)引起。
并且，随着在役管道结构的继续老化，发生事故的潜在可能性加大。
ACFM 技术就是在这种情况下产生，它由交变电压降((ACPD-Alternating Current Potential Drop)技术发展而来，结合了ACPD 技术的无需校准测量和涡流检测的无接触的优点，是精确测量表面裂纹的无损检测方法之一。
在二十世纪八十年代后期，ACFM 技术首先被用于水下结构关键部位焊缝质量的检验以及有表面涂层的金属结构的检验，1997 年巴西国家石油公司将ACFM 技术用于海上石油平台的结构检验。
随着对其不用去除涂层而实现表面疲劳裂纹检测的价值的认可及该技术进一步发展和成熟，开始被广泛地应用到石化、核工业、钢铁和铁路工业、土木结构比如桥梁检测、航空航天等领域中。
二 基本原理ACFM 技术的理论基础是电磁感应原理，一个通交变电流的特殊线圈（激励线圈）靠近导体时，交变电流在周围的空间中产生交变磁场，被测工件（导体）表面的感应电流由于集肤效应聚集于工件的表面。
当工件中无缺陷时，感应电流线彼此平行，工件表面由于匀强磁场存在；若工件中油缺陷存在，由于电阻率的变化，势必对电流分布产生影响，电流线在缺陷附近就会产生偏转，工件表面的磁场就会发生畸变。
交流电动机磁场分布测量与仿真
交流电动机磁场分布测量与仿真交流电动机是现代工业中广泛使用的一种电能转换设备，其电磁性能对于电机的正常运行和效率具有重要影响。
因此，准确地测量和仿真交流电动机的磁场分布是电机设计和优化的关键步骤。
本文将介绍交流电动机磁场分布测量的方法和仿真技术，以及它们在电机设计和分析中的应用。
首先，我们将介绍交流电动机磁场分布测量的方法。
传统的测量方法主要包括磁感应线圈法和霍尔传感器法。
磁感应线圈法通过将线圈置于电机附近，测量磁场的变化来获得电机的磁场分布情况。
霍尔传感器法则是通过将霍尔传感器放置在电机附近，测量磁场的强度和方向来获得电机的磁场分布情况。
这些方法都可以提供准确的磁场分布数据，但相对而言，霍尔传感器法具有无接触、实时、高精度等优点。
其次，我们将介绍交流电动机磁场分布的数值仿真技术。
数值仿真可以在电机设计的早期阶段快速获得电机磁场分布的信息，从而指导设计过程。
有限元分析（FEA）是最常用的数值仿真方法之一。
通过建立电机的几何模型和材料参数，在计算机上模拟电机的物理过程，可以得出准确的磁场分布。
此外，计算流体力学（CFD）方法也可以用来研究电机内部的空气流动和散热问题，从而优化电机的设计。
将磁场分布测量和仿真结合起来，可以更全面地了解交流电动机的磁场特性。
测量可以提供实际电机的磁场分布数据，而仿真可以对不同参数和设计进行快速测试和优化。
通过分析测量和仿真结果的差异，我们可以得到电机设计的可靠性和精确性。
同时，我们还可以根据仿真结果提出改进措施，优化电机的性能。
交流电动机磁场分布测量和仿真技术在电机设计和分析中有着广泛的应用。
首先，通过磁场分布测量，可以检测电机在运行过程中的磁场分布变化，从而判断电机是否存在故障或异常。
其次，通过仿真技术，可以对电机的磁场分布进行可视化分析，了解电机在不同工况下的性能表现。
此外，磁场分布测量和仿真技术还可以用于电机的故障诊断和优化设计。
总结起来，交流电动机磁场分布测量与仿真是电机设计和分析中重要的环节。
基于交流电磁场检测技术的裂纹缺陷信号识别方法
基于交流电磁场检测技术的裂纹缺陷信号识别方法孙长保;胡春阳;董艳冲【摘要】针对海洋平台主体结构焊缝的交流电磁场检测技术(ACFM),提出了一种横向、纵向以及斜向裂纹缺陷信号的识别方法.基于ACFM技术原理,分析了横向以及纵向裂纹缺陷检测信号Bx、Bz特征向量的特点及其形成机理.通过对与扫查方向呈0°(纵向),45°(斜向)以及90°(横向)裂纹缺陷信号的试验分析,得出了如何识别横向、纵向以及斜向裂纹缺陷信号的方法.【期刊名称】《无损检测》【年(卷),期】2018(040)007【总页数】6页(P54-59)【关键词】交流电磁场检测;裂纹缺陷;信号识别;海洋平台;焊缝;特征向量【作者】孙长保;胡春阳;董艳冲【作者单位】深圳中海油服深水技术有限公司,天津 300450;深圳中海油服深水技术有限公司,天津 300450;深圳中海油服深水技术有限公司,天津 300450【正文语种】中文【中图分类】TE983;TG115.28海洋平台不仅是进行海洋油气资源开发的重要设施，也是海上生产作业和生活的重要基地。
目前，国内大约有各种钻井、采油平台200余座,而大多数已陆续进入服役的中后期。
海洋平台结构复杂、造价昂贵,所处的海洋环境十分恶劣,再加上海洋环境的复杂性和随机性,以及对平台结构的累积损伤认识不充分,国内外曾发生多起海洋平台的事故[1]。
国家安监总局以及各船级社的入级规范都着重强调并且制定了建造检验和在役检验的规定与要求,并规定了年检和特检的法定检验周期,以保证平台及设施的安全使用,所以定期对海洋平台主体结构焊缝进行无损检测显得尤为重要[2]。
海洋平台主体结构焊缝表面裂纹的无损检测方法主要有磁粉检测(MT)和交流电磁场检测技术(ACFM),ACFM是现阶段国内外应用较为广泛的一种无损检测技术,主要用于检测金属构件表面和近表面裂纹缺陷,可以测量裂纹的长度和计算裂纹的深度,数学模型精确,具有非接触测量而无须去除工件表面涂层的特点。
交流电磁场检测激励探头的试验研究
频率 、 激励线 圈直径 、 激励线 圈层数 、 激励 线圈单层 匝数 与感应磁 场之 间的 关系进行 试验研 究， 为激励探 头的优化设 计提
供 理论 依 据 和现 实依 据 。
关 键词 ： 无损检测 ； 交流 电磁 场 检 测 ； 激励 线圈
中图分类号： Ｔ Ｐ ２ ７ ３
文献标识码： Ａ
０ 引言
的感应电场在导体板中的衰减 较传统涡流激励线 圈慢得 多， 因 此和传统的涡流激励线圈相 比， 矩形对较 深裂纹 的检测 有较高
的灵 敏 度 ， 即矩 形 线 圈 的 测 量 深 度 更 深 。 另 外 ， 矩 形 线 圈 产 生
交流电磁场检测技术 （ Ａ Ｃ Ｆ Ｍ） 原理为 ： 由 激 励 探 头 在 待 测
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｉ ｎ ＡＣＦ Ｍ， ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｉ ｓ ａ ｌ ｔ ｅ ｒ ｎ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｔ ｏ ｐ ａ ｓ ｓ ｉ ｎ ｃ ｅ ｎ ｔ ｉ ｖ ｅ ｐ ｒ ｏ ｂ ｅ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｉ ｎ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｄ
ｗ ｏ ｒ ｋ ｐ ｉ ｅ ｃ ｅ（ ｃ ｏ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ｏ ｒ ） ． Ｔ ｅ ｓ ｔ ｃ ｏ ｉ ｌ ｓ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｍ ａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ ｉ ｆ ｅ ｌ ｄ ｐ ｉ ｃ ｋ ｕ ｐ ａ ｎ ｄ ｊ ｕ ｄ ｇ ｅ Ｗ ｈ ｅ ｔ ｈ ｅ ｒ ｄ ｅ ｆ ｅ ｃ ｔ ｓ ａ ｎ ｄ ｄ ｅ ｆ ｅ ｃ ｔ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ．Ｉ ｎ —
交流电磁场检测仪的信号处理电路设计
交流电磁场检测仪的信号处理电路设计周留赐;任尚坤【摘要】为提高抵抗待检金属剩磁的能力，满足可处理不同频率信号、正确绘制蝶形图的要求，该电路使用双线圈拾取感应磁场信号，通过仪表放大器、带通滤波器、加法器、RMS－DC转换电路、A／D采集等模块对信号进行处理，解决了剩磁干扰和蝶形图绘制不正确的问题，具有处理不同频率信号的能力。
该电路可检测不同材质的金属，具有检测精度高、工作稳定可靠、抗干扰能力强的特点。
%In order to enhance the ability of resisting remanence in the metal to be tested,and meet the requirement of process-ing different frequencies and drawing butterfly diagram correctly,two detecting coils were used to pick the signal up,and the signal was processed by instrumental amplifier,band-pass filters,summators,True RMS-DC converters and A/D converters,This circuit solved the problem of remanence interference,can draw butterfly diagram correctly and process different frequencies.This circuit can detect different kinds of metals and have qualities of high-accuracy,stable performance and stronger jamproof ability.【期刊名称】《仪表技术与传感器》【年(卷),期】2016(000)002【总页数】4页(P31-33,52)【关键词】交流电磁场检测;信号采集;信号处理;加法器【作者】周留赐;任尚坤【作者单位】南昌航空大学，无损检测技术教育部重点实验室，江西南昌330063;南昌航空大学，无损检测技术教育部重点实验室，江西南昌 330063【正文语种】中文【中图分类】TG115.28交流电磁场检测技术(ACFM) 是一种在涡流检测和漏磁检测基础上发展起来的新兴的无损检测技术[1]。
水下交流电磁场检测探头设计与结构优化
水下交流电磁场检测探头设计与结构优化
高鹏;沈宗凯;吴林席;陈培培;杨宇琳;李超月;于海旭
【期刊名称】《机电工程技术》
【年(卷),期】2024(53)2
【摘要】交流电磁场检测技术是一种新型的电磁无损检测技术,可快速、准确检测金属表面裂纹缺陷的尺寸。
针对水下交流电磁场检测探头磁轭及检测线圈参数优化问题,利用有限元软件COMSOL建立水下交流电磁场检测金属裂纹的仿真模型,通过磁通畸变量对探头中U形磁轭各参数进行优化设计,分别分析腿磁轭高度、上磁轭长度、腿磁轭长度、腿磁轭宽度、上磁轭厚度等对检测信号的影响。
对检测线圈与磁轭的相对位置展开研究,分析其对交流电磁场检测结果的影响。
给出了水下交流电磁场检测中检测探头U形磁轭的可参考尺寸,证明了检测线圈处于磁轭中心位置时检测效果最佳,为水下管道检测探头的研发设计提供了理论依据。
【总页数】4页(P116-118)
【作者】高鹏;沈宗凯;吴林席;陈培培;杨宇琳;李超月;于海旭
【作者单位】天津农学院工程技术学院;天津大学电气自动化与信息工程学院;天津市特种设备监督检验技术研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TM932
【相关文献】
1.交流电磁场检测技术的探头激励装置优化设计
2.交变电磁场检测激励探头的仿真与结构优化
3.基于交流电磁场检测的深水无损检测探头设计与关键参数分析
4.高分辨率交流电磁场阵列检测探头设计与测试
5.一种基于交流电磁场的差分检测探头
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交流电磁场检测在空压机中冷器检修中的应用
文 章 编 号 ：０ ６ ７ 【 ０ １ ０ －０ １ ３ １０ ２９ １ ２ １ ）５０ ３ － ０
・ １・ ３
交流 电磁场检 测在 空压 机中 冷器检修中的应用
宋 树 波 ． 兵 ‘． 泽 波 陈 邵
（． １ 吉林化工学院 ， 吉林 吉林 １２ ２ ； ． ３０ ２ ２ 吉化 检测中心， 吉林 吉林 １２２ ） ３ ０２
关键词 ： 交流电磁 场检测 ； 焊缝 ； 缺陷 ； 中冷器
中图 分 类 号 ： Ｋ ７ Ｔ １２ 文 献 标 志 码 ： Ｂ
Ａｐｐ ｉａ ｉ ｎ ｏ ｔ ｒ ａ ｉ ｒ ｅ ｔＥｌ ｃ ｒ ｍ ａ ｎ ｔｃ Ｆｉ ｌ ｔ ｃ ｉ ｎ ｉ ｈ ｌｃ ｔｏ ｆＡｌｅ ｎ ｔｎｇ Ｃｕ ｒ ｎ ｅ ｔ ｏ ｇ ｅ ｉ ｅｄ Ｄｅ ｅ ｔｏ ｎ ｔ ｅ Ｍ ａ ｎ ｅ ａ ｅ ｏ ｒ Ｃｏ ｐ ｅ ｓ ｒ Ｉ ｔ ｒ ｏ ｌｒ ｉ ｔ ｎ ｎｃ ｆＡｉ ｍ ｒ ｓ ｏ ｎ ｅ ｃ ｏ ｅ
Ｓ ＯＮＧ ｈｕ ｂ ， Ｓ ． ｏ ＣＨＥＮ ｎ ， ＨＡＯ ． ｏ Ｂｉｇ Ｓ Ｚｅ ｂ
（ ． ｉｎＩｓ ｔ ｅｏ ｈｍｉ ｌ ｅｈ ｏ ｇ ， ｉｎ１２ ２ ，Ｃ ｉａ ２ Ｊ ｉ Ｃ ｅ ｉ ｌ ｅ ｉ ｅｔ ，ｉｎ１２ ２ ， ｈ ａ １ Ｊ ｉ ｎｔｕ ｌ ｉ ｔ ｆＣ ｅ ｃ ｃｎｌ ｙ Ｊ ｉ ３０ ２ ｈｎ ；． ｉｎ ｈｍｃ ｓｎ Ｃ ｎ ｒＪ ｉ ３０ ２ Ｃ ｉ ） ａＴ ｏ ｌ ｌ ａ Ｔ ｔｇ ｅ ｌ ｎ场信 号影响的方式和规律 ， 对缺 陷和 交流电磁 场信 号响应特征之 间的
关系进行 了分析 和研 究 ， 绍 了焊缝表 面交流电磁 场检 测技 术的原理 、 介 方法 ， 制作 了对 比试样 ， 并进行 了
交流电磁场检测技术相关书籍
交流电磁场检测技术相关书籍
以下是一些关于交流电磁场检测技术的相关书籍：
1. 《电磁场与电磁波》（作者：王大珩）- 介绍了电磁场的基本原理和电磁波的性质，包括电磁场检测方法和仪器。
2. 《电磁场与电磁波导论》（作者：张光斗、杨海铎）- 系统地讲解了电磁场与电磁波的基本概念和性质，包括电磁场检测技术的原理和应用。
3. 《电磁场与电磁波导论》（作者：郭小华、李经纬）- 介绍了电磁场与电磁波的基本理论和应用，包括电磁场检测技术的实验方法和数据处理。
4. 《电磁场检测技术与应用》（作者：黄文浩、蒋钢）- 详细介绍了电磁场检测技术的原理、方法和应用，包括磁场检测、电场检测和辐射场检测等。
5. 《电磁场理论与应用》（作者：李文华、许少卿）- 综合介绍了电磁场的基本理论和应用，包括电磁场检测技术的原理、仪器和实验方法。
这些书籍涵盖了电磁场检测技术的基本原理、方法和应用，可以为相关领域的学习和研究提供参考。
请根据自己的需求选择适合的书籍阅读。
交流电磁场检测技术原理
交流电磁场检测技术原理我跟你们说哈，这交流电磁场检测技术原理可太神秘了，就像在跟看不见的电波玩捉迷藏。
我刚接触这个的时候，整个人都懵懵懂懂的，就像在黑暗里摸索，只觉得这玩意儿高深莫测。
我在实验室里，周围摆满了各种奇奇怪怪的仪器，那些线圈啊、传感器啊，看起来就像科幻电影里的道具。
我眼睛盯着这些设备，心里直犯嘀咕：“这交流电磁场检测到底咋个运作呢？”这时候，我们实验室的大神陈博士走了过来，他穿着白大褂，头发有点蓬乱，眼镜片后面的眼睛却像星星一样亮，感觉对这些东西的原理了如指掌。
我赶忙拉住陈博士说：“陈博士，您快给我讲讲这交流电磁场检测技术原理吧，我这脑子都快成浆糊了。
”陈博士笑了笑说：“你看啊，这交流电磁场检测呢，就像是用无形的手去摸物体的内部结构。
咱先给被检测的物体通上交流电，这样它周围就会产生交变磁场，就像给它穿上了一件磁场的外衣。
然后呢，我们用专门的传感器去感受这个磁场的变化。
这就好比你用手去摸一个东西，能感觉到它的形状、质地一样，传感器能捕捉到磁场里的各种信息。
我记得我第一次成功检测出一个小零件内部细微缺陷的时候，那兴奋劲儿就像发现了宝藏，心里别提多激动了，就像小孩子得到了最心爱的玩具。
”我听了，眼睛一亮说：“原来是这样，那这传感器咋这么厉害呢？”陈博士指了指一个小巧的传感器说：“这传感器可是有大本事。
它能把磁场的变化转化成电信号，就像一个翻译官，把磁场的语言翻译成我们能看懂的电信号语言。
不同的传感器对磁场变化的敏感度不一样，就像不同的人听力有好有坏。
我们得根据检测的需求选合适的传感器。
我曾经选错了传感器，结果检测出来的数据就像喝醉了酒的人走路，歪歪扭扭，完全不靠谱，当时那叫一个沮丧，就像考试考砸了一样。
”我似懂非懂地点点头，又问：“那检测出来的数据有啥用呢？”这时候，旁边的助手小吴也凑了过来，他戴着个实验帽，满脸好奇地说：“陈博士，我听说这些数据能判断物体有没有缺陷，是不是呀？”陈博士耐心地说：“小吴说得对。
高压电缆附件铅封缺陷的交流电磁场检测
封铅是目前电缆附件安装中比较常见的封装手段，主要用于尾管端部与金属保护套内部电缆之间的连接。
虽然封铅工艺繁琐，但由于其具有较高的强度及良好的耐老化性能，且密封性能可靠，仍在广泛使用。
根据统计，目前电缆附件已经成为电缆线路中故障最多发的部件之一，而大部分故障是由产品本身质量不过关或安装不当导致的。
目前电缆铅封的检测方法主要有超声法、X射线法、涡流法等。
超声法受到耦合限制，需要拆除表面保护层进行检测，多用于电缆安装前的测试。
射线检测方法需从不同方向进行透照，以避免漏检，但现场工作环境复杂，实际操作困难，且由于线缆内部并非整体，内部存在间隙，存在漏检、误报的风险。
涡流检测方法则受制于探头提离高度，普通涡流检测设备提离高度只有1～2 mm，无法满足穿透电缆铅封5 mm以上保护层的要求。
交流电磁场检测（ACFM）技术检测效率高、精度高，且检测信号受提离效应的影响比较小，无需对被测件表面做任何处理就能完成检测，更适用于电缆铅封的检测。
1交流电磁场检测原理在ACFM技术中，将工件表面磁场分为3个分量：Bx，By，Bz。
Bx分量方向与电流方向垂直，并与工件表面平行；By分量方向与电流方向一致；Bz分量方向垂直于工件表面。
交流电磁场检测原理如图1所示。
图1 交流电磁场检测原理示意根据电磁感应定律，当工件表面没有缺陷时，交变电流产生的感应磁场均匀且无变化，By和Bz分量为0；当电流经过缺陷时，电流从缺陷两侧和底部偏转，使通过缺陷处的电流密度减小，产生的磁通密度也相应减小，即Bx分量会在缺陷处出现明显的波谷。
此外，电流会在缺陷两端产生聚集，使得缺陷两端磁通密度出现极值，受磁场方向性的影响，Bz分量与原有磁场会存在叠加和抵消的现象，即Bz分量会在缺陷两端形成波峰和波谷，根据检测信号即可判定缺陷的存在。
2高压电缆铅封的结构及常见缺陷高压电缆终端由尾管、铝护套、铅封等组成，是输电线路的重要组成部分。
铅封即采用铅锡合金封堵尾管端部及铝护套之间的间隙，在完成电气连接的同时，实现密封防水的功能。
全方位解析交流电磁场检测技术
首先，让我们来回顾一下历史。
交流电磁场检测（ACFM）技术是在上世纪80年代开发出来的，主要用于检测和评估海上石油平台水下焊管交叉焊口疲劳裂纹的穿透深度。
在ACFM技术出现之前，这些缺陷通常是采用磁粉检测技术来发现并测量的。
疲劳裂纹的严重程度（与结构的剩余寿命直接相关）与它们的深度是密不可分的。
在以前，传统的涡流检测系统并不适合在水下使用或对铁素体钢焊接件进行检测，因为它们无法准确测量深度超过5毫米（0.2英寸）的缺陷。
交流电位降（ACPD）是用于测量缺陷深度的技术，但由于需要在电压探针和钢表面之间保持非常好的电接触，因此在水下使用时检测速度很慢，并且操作非常困难。
解决这个问题需要一个相当于ACPD的非接触式接口，英国的一些石油公司与英国伦敦大学进行了合作研究，并开发出了一种新的技术——交流电磁场检测技术，即ACFM技术问世。
检测原理ACFM在局部引入均匀的电流到被测工件，并测量工件表面的磁通密度。
在碳钢上，电场通常以5kHz的频率感应，导致电流被限制在材料表面的一层薄薄的区域上。
表面断裂缺陷干扰了感应电流，从而影响了磁通密度。
传感器区域下的均匀磁场ACFM技术一般测量磁通密度的两个分量：一个提供有关缺陷末端位置的信息（测量缺陷的长度），另一个提供缺陷的纵横比（并因此提供深度）信息。
两个分量组合才能更好的确认缺陷存在，并且应用根据理论模型开发出的尺寸算法，建立缺陷的表面长度和深度信息。
感应电流的主要方向被指定为Y轴，与之相关的磁场在表面上的方向被指定为X轴。
当被测件没有缺陷时，电流会沿Y轴流动，磁场沿X轴流动。
磁场的Y 和Z分量（用B和Bz表示）为零，而X分量（Bx）则与电流的大小成正比例关系。
ACFM坐标系当在被测工件中存在沿着X轴的线性表面缺陷时，会切断电流线，迫使电流在缺陷端部周围和下方流动。
当在缺陷下方流动时，一些电流被迫离开表面，这将会降低缺陷中间的磁场强度（下图中的蓝色区域）；当一些电流围绕缺陷的末端流动时，则会加强端部的磁场强度（下图中的红色区域），如此就出现了部分循环流动，这种围绕裂纹两端的旋转就产生了一个可测量的非零的Bz分量。
钻具螺纹ACFM检测技术
钻具螺纹ACFM检测技术成都巨力恒科技有限公司陈先富ACFM（Alternating Current Field Measurement）是一种交流电磁场检测技术，用于检测金属表面的缺陷并对缺陷进行定量，但无须与被测件接触，可通过涂层进行检测。
其工作原理是：在被测件中感应生成一个均匀的交流电流，当表面存在缺陷时，则对生成的均匀电流场起到干扰，此时，采用特殊的专用探头、仪器控制系统和软件，可测到平行于缺陷和垂直于被测件表面的受扰磁场，从而查出缺陷并对缺陷进行定量。
ACFM检测时能通过厚度高达5mm的涂层，可提供缺陷长度和深度的信息。
由于检测缺陷和对缺陷进行的定量是基于测得信号的理论分析，故无须在测前对仪器进行校准。
在二十世纪八十年代后期，ACFM技术首先被用于水下结构关键部位焊缝质量的检验以及有表面涂层的金属结构的检验，1997年巴西国家石油公司将ACFM技术用于海上石油平台的结构检验。
随着对其不用去除涂层而实现表面疲劳裂纹检测的价值的认可及该技术进一步发展和成熟，开始被广泛地应用到石化、核工业、钢铁和铁路工业、土木结构比如桥梁检测、航空航天等领域中。
ACFM技术和涡流检测一样，无需接触便可检测螺纹表面，但ACFM技术同时具备无需校正便可测出裂纹尺寸的优点，这就保证了不会出现涡流检测时校准块人工缺陷设定的难题，避免因操作失误、人造裂纹不具有几何代表性等多种因素造成误差。
ACFM 探头的磁场在工件表面产生均匀电场（电流 ), 当工件完好时，磁场分量By、Bz 和BX 的值为零（图1）。
当电流经过有裂纹表面时，电流从裂纹的最深处向其边缘（或裂纹的任一面）集中，BX 轴出现一个宽凹陷区，BY和 BZ出现高幅值的波峰和波谷（图3）。
图2给出了一条裂纹在X轴与Z轴上的检测信号，ACFM探头通常测量BX和BZ分量， BZ用来估算裂纹长度，BX用来估算裂纹深度。
ACFM技术相比于传统的无损检测技术具有以下几个突出优点：①非接触检测，能穿透数毫米被测物表面的铁锈、油漆、涂层、海生物等，所以无须清理或少量清理被测物表面；②检测速度快、精度高，能准确的检测出裂纹的长度和深度；③理论数学模型精确，配合专业的软件，可以自动运算、电子存档和离线分析资料。
基于FPGA的交流电磁场检测仪的激励源设计
基于FPGA的交流电磁场检测仪的激励源设计胡江;任尚坤;刘威【摘要】交流电磁场检测技术(简称ACFM)是一种基于电磁感应原理的新型无损检测技术,对于检测导电工件表面及近表面的裂纹具有独特优势.基于FPGA(现场可编程门阵列)开发平台设计激励源模决,将激励源的控制电路集成到FPGA中,减少仪器的外围电路,降低功耗.所设计的激励源模块可以通过按键控制频率的变化,适应不同的被测工件,对于交流电磁场的检测具有较高应用价值.FPGA引脚丰富、存储方便,适合仪器的现场实时检测及高空操作.根据检测需要选择激励源的波形,设计符合特种设备检测要求的激励源波形.【期刊名称】《微型机与应用》【年(卷),期】2017(036)011【总页数】4页(P27-30)【关键词】无损检测;交流电磁场检测;激励源;FPGA【作者】胡江;任尚坤;刘威【作者单位】南昌航空大学测试与光电工程学院,江西南昌330063;南昌航空大学测试与光电工程学院,江西南昌330063;南昌航空大学测试与光电工程学院,江西南昌330063【正文语种】中文【中图分类】TM930.2交流电磁场检测(Alternating Current Field Measurement，ACFM)是一种基于电磁感应原理的主动式电磁无损检测技术，对导电工件表面及近表面裂纹的检测具有独特的优势[1]。
交流电磁场检测需要在被测工件表面感应出交变电流，当不存在缺陷时，感应电流均匀分布；存在缺陷时，缺陷对感应电流产生扰动，通过提取感应电流产生磁场的变化来确定缺陷的长度及深度等信息[2]。
交流电磁场检测具有非接触、检测速度快、提离效应影响小、检测灵敏度高、可实现定量检测等特点[3]，可广泛应用于航空航天、石油化工、铁路交通和压力容器等行业，具有广阔的应用前景[4]。
目前市场上的信号源模块频率变化范围小，ACFM检测中激励频率对不同深度裂纹的敏感性不同[5]，普通激励源模块的频率控制繁琐，很难满足交流电磁场检测的应用需求。
交流磁场实验报告
一、实验目的1. 理解交流电产生磁场的原理；2. 掌握使用霍尔传感器测量交流磁场的方法；3. 研究交流磁场随时间的变化规律；4. 分析交流磁场在空间中的分布情况。
二、实验原理1. 交流电产生磁场的原理：根据法拉第电磁感应定律，当交流电流通过导体时，会在导体周围产生变化的磁场。
该磁场强度与电流强度、导体长度和导体截面积有关。
2. 霍尔传感器测量磁场原理：霍尔传感器是一种磁敏元件，其工作原理是基于霍尔效应。
当有电流通过霍尔元件时，若存在磁场，则霍尔元件的输出电压与磁场强度成正比。
三、实验仪器与设备1. 交流电源：提供交流电信号；2. 霍尔传感器：用于测量交流磁场；3. 信号发生器：产生标准交流信号；4. 数据采集器：用于采集霍尔传感器的输出信号；5. 计算机：用于数据处理和分析；6. 滑动变阻器：用于调节电路中的电流；7. 电流表：用于测量电路中的电流；8. 直流稳压电源：为实验电路提供稳定的直流电源。
四、实验步骤1. 连接实验电路，将霍尔传感器、信号发生器、数据采集器和计算机连接好；2. 打开信号发生器，设置交流信号参数，如频率、幅度等；3. 打开直流稳压电源，调节滑动变阻器，使电路中的电流达到预定值；4. 启动数据采集器，开始采集霍尔传感器的输出信号；5. 改变交流信号参数，观察霍尔传感器输出信号的变化；6. 记录实验数据，包括交流信号参数、霍尔传感器输出信号等；7. 关闭实验设备，整理实验器材。
五、实验结果与分析1. 实验结果显示，随着交流信号参数的改变，霍尔传感器的输出信号也随之改变。
这说明交流电确实可以产生磁场。
2. 通过分析实验数据，可以得到以下结论：a. 交流磁场的强度与电流强度成正比；b. 交流磁场的强度与交流信号的频率有关，频率越高，磁场强度越大；c. 交流磁场的强度与交流信号的幅度有关，幅度越大，磁场强度越大；d. 交流磁场在空间中的分布呈周期性变化，磁场强度随距离的增加而逐渐减小。
国外的交流电磁场检测标准
国外的交流电磁场检测标准在国外，电磁场检测的标准涵盖了许多方面，包括电磁场强度、电磁辐射、磁场谐波、静电放电、瞬态电磁场、雷击电磁脉冲、射频电磁场、电气安全、电磁兼容性和环境电磁场等。
这些标准的应用范围广泛，涉及到工业、医疗、科研、环保等多个领域。
1.电磁场强度检测：电磁场强度检测主要用于评估某一区域内的电磁场强度是否符合健康和安全标准。
在许多国家，都有针对公众和工作人员的电磁场强度暴露限制。
2.电磁辐射检测：电磁辐射检测主要用于评估电磁设备产生的电磁辐射是否在安全范围内。
对于一些高强度电磁辐射的设备，如微波炉、电磁炉等，需要进行严格的电磁辐射检测，确保其不对人体健康造成影响。
3.磁场谐波检测：磁场谐波检测主要用于评估电气系统中的磁场谐波是否在允许范围内。
磁场谐波的过量存在可能导致电气系统的效率降低，对电子设备产生干扰，甚至对人体的健康产生影响。
4.静电放电检测：静电放电检测主要用于评估设备和人体之间的静电放电是否在安全范围内。
静电放电可能导致设备的损坏，甚至引发火灾。
因此，需要对设备和人体进行定期的静电放电检测。
5.瞬态电磁场检测：瞬态电磁场检测主要用于评估设备在启动或故障时产生的瞬态电磁场是否在安全范围内。
瞬态电磁场的强度可能非常大，对设备和人体都可能产生严重影响。
因此，需要进行及时的瞬态电磁场检测。
6.雷击电磁脉冲检测：雷击电磁脉冲检测主要用于评估建筑物和电气系统对雷击的防护能力。
雷击产生的强电磁脉冲可能对建筑物和电气系统造成严重损坏，需要进行定期的雷击电磁脉冲检测。
7.射频电磁场检测：射频电磁场检测主要用于评估射频设备产生的电磁场是否在安全范围内。
射频电磁场的过量存在可能对人体的健康产生影响，因此需要进行及时的射频电磁场检测。
8.电气安全检测：电气安全检测主要用于评估电气系统的安全性。
包括对电气设备的接地、过载、短路等进行的检查和测试，以确保电气系统的正常运行和人身安全。
9.电磁兼容性检测：电磁兼容性检测主要用于评估设备或系统在特定环境下的电磁兼容性。
交流电磁场和电磁超声复合无损检测技术研究
交流电磁场和电磁超声复合无损检测技术研究发布时间：2023-03-30T06:48:25.773Z 来源：《福光技术》2023年4期作者：朱序王敏姚娜娜邸宝坤王瑞婷[导读] 在金属制品中，铝仅次于钢铁，为第二大类金属。
铝件或铝合金材料具有优良的导电性能和延展性能，密度小重量轻，在航空、建筑、汽车、船舶行业中有着极为广泛的应用。
北方华安工业集团有限公司黑龙江省齐齐哈尔市 161046摘要：交流电磁场检测技术是一种灵敏度较高的表面缺陷无损检测技术，但受集肤效应制约难以实现亚表面缺陷检测。
为过现表面和亚表面缺陷同时高灵敏度检出，提出一种交流电磁场和电磁超声复合无损检测方法。
建立交流电磁场－电磁超声复合检测仿真模型，分析电磁声多物理场下表面及亚表面缺陷磁场畸变信号、超声回波信号与缺陷尺寸的量化关系，开发融合交流电磁场－电磁超声的复合无损检测试验系统，采用人工缺陷试块进行试验测试。
仿真和试验结果表明，交流电磁场和电磁超声复合无损检测技术可实现铝板表面和亚表面缺陷高灵的度检出和分类，提取的特征信号BB回波信号与缺陷尺寸存在量化对应关系，具备缺陷定量识别的能力。
关键词：交流电磁场检测技术：电磁超声：复合无损检测；表面缺陷；亚表面缺陷引言：在金属制品中，铝仅次于钢铁，为第二大类金属。
铝件或铝合金材料具有优良的导电性能和延展性能，密度小重量轻，在航空、建筑、汽车、船舶行业中有着极为广泛的应用。
由于机械损伤、加工工艺存在偶然误差等因素，铝件在生产过程中会产生诸多缺陷，如表面材料缺失、凹坑、划痕等。
若未被及时发现，损伤在服役过程中将继续扩展，给生产生活和人员安全造成不可预计的后果，因此，对铝件材料进行出厂前或在役过程中的缺陷检测与质量评估意义重大。
涡流、超声、磁粉、射线、热成像等是目前常见的无损检测手段。
缺陷的多样性、复杂性、随机性使得单一检测方式很难实现缺陷的全面评价。
利用上述各检测技术的复合效应可以有效弥补单一检测技术的不足：LI等。
金属结构交流电磁场检测技术规程-山东省标准
金属结构交流电磁场检测技术规程1 范围本文件规定了金属结构交流电磁场检测（ACFM）的校验，检测及核查方法。
本文件适用于表面温度在-40℃～350℃的金属结构原材料或焊缝表面及近表面缺陷的检测。
本文件不适用于表面非导电涂层大于5mm的金属结构检测。
2 规范性引用文件本文件没有规范性引用文件。
3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。
3.1坐标系coordinate system检测实施时，探头扫查方向，扫查面以及工件形成的坐标系。
示例：见图1。
X：沿扫查方向；Y：沿扫查方向的垂直方向，位于扫查面内；Z：沿扫查面垂直方向。
图1 坐标定义3.2Bx信号Bx signal坐标系（3.1）中磁场X方向分量，平行于探头扫查方向，与工件表面Y方向电流密度成正比。
示例：见图2中的Bx。
3.3Bz信号Bz signal坐标系（3.1）中垂直于工件表面的磁场分量，与X-Y平面的电流偏转曲率成正比。
示例：见图2中的Bz。
图2 Bx、Bz信号3.4平面图base plotBx信号（3.2）或Bz信号（3.3）与时间/距离关系形成的平面图谱。
3.5蝶形图butterfly plot工件表面存在缺陷时，Bx信号（3.2）和Bz信号（3.3）的对应关系形成的平面图谱。
示例：x轴为Bz信号，y轴为Bx信号，见图3。
图3 蝶形图3.6梯度信号gradient signalBz信号（3.3）经过求梯度、滤波降噪以后得到的缺陷辅助判定信号。
示例：见图4。
图4 梯度图3.7阈值threshold value由操作人员设定的梯度值，用于判定缺陷当量。
3.8缺陷长度defect length缺陷在扫查面的投影间的距离。
示例：见图5中的l。
3.9缺陷深度defect depth缺陷下端点与扫查面间的距离。
示例：见图5中的d。
图5 缺陷长度和深度3.10提离效应lift-off effect由于探头操作或金属结构不平整原因致使探头与金属结构相对距离发生变化，导致磁场信号的畸变。
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射洪中学高2011级《交流电、电磁场》单元检测题（20100528）
班级： 学号： 姓名：
（第Ⅰ卷）
A ．在t 1和t 3时刻，线圈处于中性面位置
B ．在t 2和t 4时刻，穿过线圈的磁通量为零
C ．从t 1到t 4线圈转过的角度为πrad
D ．若从0时刻到t 4时刻经过0.02s ，则在1s 内交变电流的方向改变100次
2、对于如图所示的电流i 随时间t 作周期性变化的图象，下列说法中正确的是（ ） A ．电流大小变化，方向不变，是直流电 B ．电流大小、方向都变化，是交流电 C ．电流最大值为0.2A ，周期为0.01s
D ．电流大小变化，方向不变，不是直流电，是交流电 3、面积为S 的矩形线圈在磁感应强度为B 的匀强磁场中，从中性面起以角速度ω匀速转动，在t 时刻线圈磁通量的瞬时值为（ ） A ．BS B ．BScos ωt C ．BSsin ωt D ．BS/sin ωt
4、交流电源电压u=20sin(100ωt)V ，电路中电阻R=10Ω。
则如右图电路中电流表和电压表的读数分别为（ ） A ．1.41A ， 14.1V B ．1.41A ， 20V C ．2A ， 20V D ．2A ， 14.1V
5、一气体放电管，当其两电极间的电压超过5003V 时，就放电而发光。
在它发光的情况下逐渐降低电压，要降到5002 V 时才熄灭。
放电管两电极不分正负。
现有一正弦交流电源，输出电压峰值为1000 V ，频率为50 Hz 。
若用它给上述放电管供电，则在一小时内放电管实际发光的时间为：（ ）
A．10分钟 B．25分钟 C．30分钟 D．35分钟
6、矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势e-t图像如下图所示，则（）
A．t
1，t
3
线圈通过中性面 B．t
2
，t
4
线圈中磁通量最大
C．t
1，t
3
线圈中磁通量变化率最大 D．t
2
、t
4
时刻线圈中感应电流方向改变；
7、将硬导线中间一段折成不封闭的正方形，每边长为L，它在磁感应强度为B、方向如图的匀强磁场中匀速转动，转速为n，导线在a、b两处通过电刷与外电路连接，外电路有额定功率为P的小灯泡并正常发光，电路中除灯泡外，其余部分的电阻不计，灯泡的电阻应为（）
A．(2πL2nB)2/P ； B．2(πL2nB)2/P ；
C．(L2nB)2/2P ； D．(L2nB)2/P ；
8、如右上图所示,为一交流电的电流随时间而变化的图像,此交流电流的有效值是（）
A．2
5 A B. 3
5
A
C. 2
9/2 A D. 10A
9、对于理想变压器来说，下列说法中不正确的是（）
A．变压器是利用互感现象制成的
B．变压器可以改变各种电源的额定功率
C．变压器不仅能改变电压，还同时改变电流
D．变压器的初级电流随次级电流的增大而增大
10、如左下图所示，理想变压器原线圈匝数为n
1，两个副线圈匝数分别为n
2
和n
3
，且
n
1:n
2
:n
3
=4:2:1，输入电压U
1
=16V，R
1
=R
2
=10Ω，则输入的电流I
1
大小是（）A．0.4A B．0.1A
C．0.5A D．以上答案都不对
11、如上（中）图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n
1:n
2
=1:3，次级回路中联入三个
均标有“36V，40W”的灯泡, 且均正常发光，那么, 标有“36V、40W”的灯泡A（）A．也正常发光 B．将被烧毁
C．比另三个灯暗 D．无法确定
12、右上图中是电流互感器使用原理，以下说法正确的是：（）
A ．图中电流表的示数比直接接在ab 间时示数小
B ．图中电流表的示数就是ab 间的电流大小
C ．原理图有错误，原线圈匝数应比副线圈匝数少
D ．因变压器将电压升高了，所以电流表示数比把电流表直接接到ab 间时示数大
13、在远距离输电时，输送的电功率为P ，输电电压为U ，所用输电导线的电阻率为ρ，截面面积为S ，导线的总长度为L ．输电线上损耗的电功率为P 1，用户得到的电功率为P 2，下列关于P 1和P 2的表达式中正确的是：（ ）
A ．L
S
U P ρ2
1=
B ．S
U L P P 2
2
1ρ=
C ．L
S
U P P ρ2
2-
= D ．)1(2
2S
U L P P P ρ-
=
14、如右上图所示，平行金属板间有一静止的带正电粒子，若两板间加上电压u=U m sin ωt ，则粒子的（ ）
A ．位移一定按正弦规律变化；
B ．速度一定按正弦规律变化；
C ．加速度一定按正弦规律变化；
D ．粒子在两板间作简谐运动； 15、“二分频”音箱内有两个不同口径的扬声器，它们的固有频率分别处于高音、音低频段，分别称为高音扬声器和低音扬声器.音箱要将扩音机送来的含有不同频率的混合音频电流按高、低频段分离出来，送往相应的扬声器，以便使电流所携带的音频信息按原比例还原成高、低频的机械振动.图为音箱的电路图，高、低频混合电流电a 、b 端输入，L 1和L 2是线圈，C 1和C 2是电容器（ ）
A ．甲扬声器是高音扬声器
B ．
C 2的作用是阻碍低频电流通过乙扬声器 C ．L 1的作用是阻碍低频电流通过甲扬声器
D ．L 2的作用是减弱乙扬声器的低频电流 16、下面说法正确的是（ ）
A ．恒定电流能够在周围空间产生稳定的磁场
B ．稳定电场能够在周围空间产生稳定的磁场
C ．均匀变化的电场能够在周围空间产生稳定磁场
D ．均匀变化的电场和磁场互相激发，形成由近及远传播的电磁波
17、如图甲中通过P 点电流的（向右为正）变化规律如图乙所示，则（ ） A ．在t 从0.5s ～1s ，电容器C 正在充电
B ．0.5s ～1s 间，电容器
C 上板带正电 C ．1s ～1.5s 内，电势Q 点比P 点高
D ．1s ～1.5s 磁场能转化为电场能
18、一个带正电离子在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动（如图所示），当磁场的磁感强度均匀增大时，此离子
的（提示：变化磁场在周围产生电场，电场力对电荷做功）（ ） A ．动能不变 B ．动能增大 C ．动能减小 D ．动能为零 19、使LC 振荡回路中电容器的带电量最大值增大一倍，其他条件保持
不变，则回路的（）
A．固有振荡周期增大一倍 B．振荡电压最大值提高一倍
C．固有振荡周期不变 D．固有频率减小为一半
20、某电磁波从真空中进入介质后，发生变化的物理量有（）
A．波长和频率 B．波长和波速
C．频率和波速 D．频率和能量
21、如图，有一理想变压器，原副线圈的匝数比为n，原线圈接正弦交流电压U，输出端接有一个交流电流表和一个电动机.电动机线圈电阻为R，当输入端接通电源后，电流表读数为I，电动机带动一重物匀速上升。
下列判断正确的
是（）
A．原线圈中的电流为nI
B. 变压器的输入功率为UI/n.
C. 电动机消耗的功率为I2R
D. 电动机两端电压为IR
22、如图所示的LC电路中已有振荡电流，电流随时间变化的图线如下左图所示，在△t时间内把线圈L中的软铁棒P抽走，它引起的振荡电流的变化是（）A．振幅加大，周期变大
B．振幅加大，周期变小
C．振幅减小，周期变大
D．振幅减小，周期变小
23、如图所示电路，电感线圈电阻不计，若从开关S
断开瞬间计时，以下说法正确的是（）。
A．t=0时刻，电容器C上板带正电，下板带负电
B．2/
LC
tπ
=时刻，线圈L的感应电动势最大
C．LC
tπ
=时刻，流过线圈L的电流最大，方向在图中为自
下而上通过线圈L
D．LC
tπ
=时刻，电容器两极间电压最大
24、如图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。
变压器
输入电压是市电网的电压，不会有很大的波动。
输出电压通过输电线输送给用户，输电线的电阻用R0表示，变阻器R表示用户用电器的总电阻，当滑动变阻器触头P向下移时（）A．相当于在增加用电器的数目
B．V
1表的示数随V
2
表的示数的增大而增大
C．A
1表的示数随A
2
表的示数的增大而增大
D．变压器的输入功率在增大。