(无损检测新技术课件)脉冲涡流检测技术

发展自动扫描和成像技术。
• 对检测信号既可以实时处理，也可以离线处理并且在数据的后期处理阶
段，可以补偿边缘效应和探头提离效应对结果的影响。
• 脉冲涡流检测系统的设备成本与多频涡流法和扫频测量法相比较低。多
频涡流法需要多个检测通道，这就增加了系统的代价扫频测量法需要专
门的扫频设备，成本较高。
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1 脉冲涡流检测技术简介-特点
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• 脉冲涡流检测技术属于电磁检测范围，具有无接触式检测和表面无需清 理的优点
• 相对超声、热成像检测技术，脉冲涡流检测不需要任何祸合介质和射线 法比较，它不需要放射源，不会造成环境污染。
• 与传统涡流采用单一频率的正弦电流作为激励不同，脉冲涡流采用具有 一定占空比的方波作为激励，这样就可以选择占空比占空比脉冲保持时 间与间歇时间之比减低的激励信号，在激励线圈中允许存在高的电流而 不会由于能量的持续耗散而损坏线圈。这样就可以得到较大的瞬时功率 作用于试件，使感应磁场的变化更大，从而最终使得检测线圈上瞬态感 应电压的变化更为明显。
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1 脉冲涡流检测技术简介-仪器
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3. GE公司脉冲涡流检测系统
采用了阵列探头，可以实现大面积的阵列检测， 同时探头是柔性的，可以用于复杂工件形状的测 量；实时成像，信号分析清晰明了。
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2 脉冲涡流检测系统-原理 华中科技大学机械学院
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1 脉冲涡流检测技术简介-仪器
2. ABB公司Millmate Thickness Gauge华中科技大学机械学院
Sys测te量m对象：0.1mm—10mm的低合金铜铝材料
0.15mm—10mm的其它非铁磁性金属材料 尺寸： 200 × 450 × 300 mm 电源： 24 VDC，最大电流3 A 重量： 85Kg 支持Profibus(开方式工业现场总线)协议 支持OPC (Open-Connectivity)方式组网 支持以独立I/O方式工作
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1 脉冲涡流检测技术简介-局限性
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传统单频涡流作为激励源的涡流检测相比，虽然具有可实现宽频带范 围内分析的优点，但这却对检测系统的信噪比提出了更高的要求对检 测试件各种参数变化的高敏感性，也使得这项技术在实际的检测过程 中，同样也易受到提离效应的影响此外，目前所建立绪论的理论依据 和检测模型尚不完备，这些问题都限制了脉冲涡流检测技术实际检测 能力和应用范围的进一步发展。
使脉冲涡流设备有一个
所能测量铁管的最小管
径参数。
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提离高度
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脉冲涡流方法的局限性
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全局壁厚损失 不均匀壁厚损失(如带包覆层管道腐蚀) 局部腐蚀(如坑,槽)
探头覆盖区域
平均壁厚 最小壁厚
平均壁厚 最小壁厚
平均壁厚 最小壁厚
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特征量：Vpp, TZC, LOI
Vpp
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TZC
LOI
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探头覆盖区域(footprint)
探头覆盖区域是指
激励线圈发射的电磁场
穿越包覆层投射到试件
表面的最小区域。因为
ห้องสมุดไป่ตู้
检测区域
探头覆盖区域的限制，
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• 脉冲具有丰富的频谱内容包含从直流到甚至更高的频率分量，所以只需
一次扫描就可以实现对多层金属结构中不同位置不同深度下缺陷的检测，
检测信号便于在时域和频域同时进行数据分析和处理并且由于脉冲涡流
比单频涡流衰减得慢，所以瞬态感应电压信号中就包含了更多的有关缺
陷的信息。
• 对于厚度有变化的复杂多层结构的大面积扫描，可分辨结构变化和缺陷
2.1 脉冲涡流检测技术
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1 脉冲涡流检测技术简介 2 脉冲涡流检测系统 3 脉冲涡流检测的理论基础 4 应用
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• 传统电磁检测主要进行信号的稳态分析，即通过阻抗分析法或测量感应 电压的幅值和相角来确定缺陷的位置而脉冲涡流主要对感应电压信号进 行时域的瞬态分析，提取信号的特征量或者特征变化量，分析缺陷的尺 寸、类型和结构参数等变化，进而对缺陷进行定量检测和评估。
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1 脉冲涡流检测技术简介-特点
参数变化对信号的影响，而无需更换探头或改变设置参数。
• 检测速度快，检测效率高。如对于同样含有多频谱分量的扫频测量法，
实现一次检测需要几分钟，而脉冲涡流检测仅耗时数秒脉冲涡流信号比
多频涡流信号响应更快，因为它同时运行一系列不同的电流频率。
• 信息的采集和处理容易，可以在很短的时间内获得大量的信息，有利于
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2 脉冲涡流检测系统-组成 华中科技大学机械学院
主控单元 (AT89S52)
DDS芯片 (AD9833)
电压放大 (OP37)
电压比较器 LM311
功率放大
PC机
数据采集卡 (A/D转换和采集)
脉冲涡流检测方法的激励是一个宽频带的脉冲， 其频带的宽度反比与脉冲的长度。因此在检测端得 到的信号是宽频带的，包含了待测试件不同深度的 信息。
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特征量：衰减率
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激励线圈
检测线圈
检测试件 σ μ
典型的脉冲涡流在铁磁性材料中的响应为一条在一 段时间τ后满足指数衰减率的曲线，通过和已知厚 度试件上测得的参考信号对比，可以得出待测试件 的厚度。
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1 脉冲涡流检测技术简介-仪器
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1. RTD-INCOTEST脉冲涡流检测系统
检测对象：铁磁性管道 壁厚范围：6—65mm 包覆层厚度：<200mm 包覆层外壳材料：铝或者不锈钢薄壁 工作温度：-150℃—500℃ 检测最小管径：50mm