涡流探伤原理
涡电流原理及探伤技术介绍
四、涡电流探伤检测技术
（一）涡电流传感器的基本工作原理 1.当把通有交变电流的线圈(激磁线圈)靠近 导电物体时,线圈产生的交变磁场会在导电体中感 应出涡电流,该涡电流的分布及大小除了与激磁条 件有关外,还与导电体本身的电导率、磁导率、导 电体的形状与尺寸、导电体与激磁线圈间的距离、 导电体表面或近表面缺陷的存在或组织变化等都 有密切关系.涡电流本身也要产生交变磁场。
二、涡电流的产生
1.涡电流产生的基本电路
2.交流电的振幅与相位
頻率：f × 106Hz 角頻率：ω=2πf=2π/T 單位時間所繞的徑度 (rad/s) 正弦波的交流電流：i=I0Sinωt i：交流電瞬時值 I0：交流電最大值，即振幅 ωt：表示在時間t，交流電之相位 同理正弦波的交流電壓亦可表示為 υ=V0Sinωt 若正弦波有一相角 i=I0Sin(ωt＋θ)
3.涡电流产生机理
1.將载有交流电之激发线圈接近金属物体，使得金 属导体引发交流磁场，感应产生旋涡状电流。 2.产生的感应电流之振幅及相位會随导体特性(如导 电率、导磁系数)差异而变化，这些涡电流亦感应 交变磁场，以改变线圈之磁场。
三、涡电流在检测方面的应用
１、探伤：检测金属表面或次表面之瑕疵。 ２、检测物性： （a）检测金属物理性质（如导电率）。 （b）识别、控制热处理及加工条件。 ３、测量尺寸及定位： （a） 测量金属薄片及薄管厚度 (b) 测量涂层膜厚 (c) 精密测量微小尺寸变化
涡电流原理及探伤技术
刘国晖
一、什么是涡电流？ 在圆柱形铁芯上绕有螺线管，通有交 变电流 I，随着电流的变化，铁芯内磁通 量也在不断改变。我们把铁芯看作由一层 一层的圆筒状薄壳所组成，每层薄壳都相 当于一个回路。由于穿过每层薄壳横截面 的磁通量都在变化着，因此，在相应于每 层薄壳的这些回路中都将激起感应电动势 并形成环形的感应电流。我们把这种电流 叫做涡电流。
涡流探伤设备的原理和维护讲解
涡流探伤设备的原理和维护技术分类：动力技术资讯内容：摘要结合宝钢热札厂采用Smart SCAN涡流探伤设备对乳辊表面进行探伤的使用情况，简介美国ASKO公司生产的Sm备的工作原理、主要故障和解决方法。
关键词涡流探伤轧辊表面缺陷探测精度中图分类号TH878+.3 文献标识码B 宝钢热轧厂装备有多台美国ASKO公司生产的Smart SCAN 涡流探伤仪，涡流探伤仪属于专业性很强的精密检测设备，许的关键技术资料外方未提供，给涡流探伤仪的正常使用和故障排除带来很大的困难。
一、涡流检测原理1. 涡流检测的原理在涡流检测中，通常用探头线圈产生激励磁场，计算通过探头线圈的正弦电流i p 为：i p =I m sin( ωt) (1)式中I m—正弦电流幅值该正弦电流所产生的磁通量φP也按正弦规律变化，令相对于I m的磁通量为φm，则正弦电流产生的磁通量φP，按下式计φP=φωt) (2)m sin(将探头线圈靠近导体材料(如轧辊)时，在导体中感应出涡流，涡流磁场总是阻碍激励磁场的变化。
有导体存在时，探量φ E 为：φE=φP－φs (3)式中φE——探头线圈中的总磁通量φs ——涡流的磁通量如果检测时保持φP 不变，则由于材料性质引起的涡流变化，会导致线圈总磁通量φE的变化。
所以，涡流检测实质上就的变化量的测量。
通过检测探头线圈阻抗的变化，就可以检验导体材料的材质和完整性。
2. 探头线圈的等效电路和阻抗平面图当涡流线圈导线的电阻不能忽略时，其等效电路是一个由线圈电感和电阻串联的电路，其中电阻由线圈中导线电阻和电阻抗为：Z=R o+j ωL o (4)式中Z——涡流线圈总阻抗R o ——线圈电阻ωL o——线圈电抗图 1 所示用直角坐标平面显示探头线圈的阻抗，横坐标表示阻抗的实数分量，即电阻分量；纵坐标表示阻抗的虚数分量矢量图被称为阻抗平面图，它是涡流检测中常用的重要工具。
图中阻抗矢量的端点P o 称为“工作点”。
第5讲第五章磁力探伤与涡流探伤
第五章 磁力探伤与涡流探伤
四、涡流探伤 1. 涡流的产生 在图中, 若给 线圈通以变化的交流电, 根据 电磁感应原理, 穿过金属块中 若干个同心圆截面的磁通量将 发生变化, 因而会在金属块内 感应出交流电。由于这种电流 的回路在金属块内呈旋涡形状 , 故称为涡流。 涡流的大小影响着激励线圈中 的电流。 涡流的大小和分布决定于激励 线圈的形状和尺寸、交流电频 率、金属块的电导率、磁导率 、金属块与线圈的距离、金属
第五章 磁力探伤与涡流探伤
六、涡流探伤技术 探伤前的准备: 选择检验方法及设备；对被探件进行 预处理；根据相应的技术条件或标准来制备对比试样 ；对探伤装置进行预运行；调整传送装置。 确定探伤规范:1)选择探伤频率; 2)确定工件的传送速 度; 3)调整磁饱和程度; 4)相位的调整; 5)滤波器频 率的确定; 6)幅度鉴别器的调整; 7)平衡电路的调定 ; 8)灵敏度的调定。 探伤 探伤结果分析 (5)消磁 (6)结果评定 (7)编写探伤报告
UWE磁粉探伤系统, 工件超过 900mm长的新型磁粉探伤机。产 生旋转磁场, 一次过程检测出 任何方向的裂纹；自动周期设 定夹紧、喷淋、充磁和退磁。
UWS系统特别适用 于长工件的裂纹检 查，例如: 大型涡 轮机的叶片探伤( 大约3米长)
第五章 磁力探伤与涡流探伤
4. 磁粉探伤检验程序 根据被探件的材料、形状、尺寸及需检查缺陷的性质、 部位、方向和形状等的不同，所采用的磁粉探伤方法也 不尽相同，但其探伤步骤大体如下: 探伤前的准备 校验探伤设备的灵敏度，除去被探件表 面的油污、铁锈、氧化皮等。 磁化 确定探伤方法 对高碳钢或经热理(淬火、回火、渗碳、 渗氮)的结构钢零件用剩磁法探伤；对低碳钢、软钢用 连续法； 确定磁化方法。 确定磁化电流种类 一般直流电结合干磁粉、交流电结 合湿磁粉效果较好。
涡流
1.85 1.80 1.75 1.70 1.65 1.60 铝合金
1.55 1.50 84
86 88 90 92 94 96 98 100
硬度HRB 时效硬化铝合金的硬度与电导 率的关系
（3）混料分选
如果混杂材料或零部件的电导率的分 布带不相重合，就可以利用涡流法先测
出混料的电导率，再与已知牌号或状态
的材料和零部件的电导率相比较，从而
将混料区分开。
涡流检测Ⅲ ——涡流测厚
涡流测厚
1）覆盖层厚度测量
覆盖层（涂覆层）：为满足防护、装饰等功能要求 的涂层、镀层或渗层。
常见基体与覆层材料的功能组合： a.绝缘材料/非磁性金属材料 条件：基体材料与覆层之间的电导率相差较大。 b.顺（抗）磁性材料/顺磁性材料 c.绝缘或顺磁性材料/铁磁性材料
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（1）材料成分及 杂质含量的鉴别（ 涡流电导仪） 原理：金属的电 导率值受其纯度影 响。杂质含量增加 电导率会降低。
电 导 率
Zn Pb Al0 P 0.5
铜中杂质的含量%
Fe
Si 1
铜中杂质的含量与电导率的关系
电导率（相对值）
（ 2 ）热处理状 态的鉴别 原理：相同的 材 料经过 不 同的 热 处理后 不 仅硬 度 不 同， 而 且电 导率也不同。
（4）涡流检测的对比试样
对比试样是针对被检测对象和检测要求， 按照相关标准规定的技术条件加工制作，并 经相关部门确认的用于被检测对象质量符合 性评价的试样。 利用对比试样调整检测仪器以及在检测中 利用对比试样定期检查仪器的工作正常与否， 还可以利用对比试样的人工缺陷作为调整仪 器的标准当量，以此来判断被检工件是否合 格。
涡流检测Ⅰ ——涡流探伤
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。
涡流检测原理及部件
涡流原理及主要配件上海佳创精工机械有限公司一、概述1.1 涡流检测的原理涡流检测就是运用电磁感应原理，将激励信号加到探头线圈，当探头接近金属表面时，线圈周围的交变磁场在金属表面产生感应电流。
对于平板金属，感应电流的流向是以线圈同心的圆形，形似漩涡，成为涡流。
涡流的大小、相位及流动形式受到试件导电性能的影响。
涡流也会产生一个磁场，这个磁场反过来又会使检测线圈的阻抗发生变化。
因此当导体表面或近表面出现缺陷或测量的金属材料发生变化时，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，根据这一变化，就可以间接地知道导体内缺陷的存在及金属材料的性能是否有变化。
1.2 涡流检测技术的特点涡流检测时一种应用较为广泛的无损检测技术，它具有如下技术特点：●检测速度快，且易于实现自动化。
●表面、亚表面缺陷检出灵敏度高。
●能在高温状态下进行检测。
●抑制多种干扰因素。
涡流检测的对象必须是导电材料，且不适用于检测金属材料深层的内部缺陷，这是涡流检测在应用上的局限所在。
其次，涡流检测至今仍处于当量比较阶段，对缺陷作出准确的定性定量判断技术尚待开发研究。
1.3 涡流的探伤及材质分选涡流法可以用来测量非金属表面层的电导率，也可以用来检验与电导率数值有对应关系的性能，如化学成分和组织状态等。
因此，涡流检测可以成功地用于按牌号分选合金，检验材料热处理质量及机械性能等。
涡流探伤不仅对于导电材料表面上或近表面的裂纹、孔洞以及其它类型的缺陷，涡流实验具有良好的检测灵敏度并能提供缺陷深度的信息，还可以发现于薄的油漆层或涂层下的这些缺陷。
涡流检测仪的操作请参考《多频多通道智能数字涡流检测仪操作使用说明书》。
二、主要配置清单。
4电涡流传感器详解
2024/7/15
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鉴频器特性
使用 鉴频器可 以将f 转 换为电压 Uo
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鉴频器的输出电压与输入频率成正比
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鉴频器在调频式电路中的应用
设电路参数如上页， 计算电涡流线圈未接近 金属时的鉴频器输出电 压Uo0 ；若电涡流线圈靠 近金属后，电涡流探头
的输出频率f 上升为
500kHz，f 为多少？输 出电压Uo又为多少？
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CZF-1系列传感器的性能
分析上表请得出结论：
探头的直径与测量范围及分辨力之间 有何关系？
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大直径电涡流探雷器
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第三节 测量转换电路
一、调幅式（AM）电路
石英振荡器产生稳频、稳幅高频振荡电压(100kHz~1MHz） 用于激励电涡流线圈。金属材料在高频磁场中产生电涡流，引
当电涡流线圈与被测体的距离x 改变时，电涡流 线圈的电感量L 也随之改变，引起LC 振荡器的输出 频率变化，此频率可直接用计算机测量。如果要用模
拟仪表进行显示或记录时，必须使用鉴频器，将f转 换为电压Uo 。
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并联谐振回路的谐振频率
f 1
2 LC0
4-3
设电涡流线圈的电感量L=0.8mH， 微调电容C0=200pF，求振荡器的频率f 。
高频电 流通过励磁 线圈，产生 交变磁场， 在铁质锅底 会产生无数 的电涡流， 使锅底自行 发热，烧开 锅内的食 物。
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第二节 电涡流传感器结构及特性
交变磁场
电涡流探头外形
电涡流探头内部结构
1—电涡流线圈 2—探头壳体 3—壳体上的位置调节螺纹 4—印制线路板 5—夹持螺母 6—电源指示灯
涡流探伤仪设计方案word参考模板
涡流探伤仪初步设计方案一、概述1.1、涡流检测原理涡流检测就是运用电磁感应原理，将正弦波电流激励探头线圈，当探头接近金属表面时，线圈周围的交变磁场在金属表面产生感应电流。
对于平板金属，感应电流的流向是以线圈同心的圆形，形似旋涡，称为涡流。
同时涡流也产生相同频率的磁场，其方向与线圈磁场方向相反。
涡流通道的损耗电阻，以及涡流产生的反磁通，又反射到探头线圈，改变了线圈的电流大小及相位，即改变了线圈的阻抗。
因此，探头在金属表面移动，遇到缺陷或材质、尺寸等变化时，使得涡流磁场对线圈的反作用不同，引起线圈阻抗变化，通过涡流检测仪器测量出这种变化量就能鉴别金属表面有无缺陷或其它物理性质变化1.2、涡流检测仪的基本组成涡流检测系统通常分为三个部分：激励信号发生单元、磁场测量单元和信号采集单元，不同的涡流检测仪又依据对探头的输出信号分析方法处理方式不同，大致分为相位分析发、频率分析法和幅度分析法三种。
本方案选择了频率分析法，系统组成图1所示：图1二、部件详述2.1、信号发生器信号源作为现代电子产品设计和生产中的重要工具,必须满足高精度、高速度、高分辨率等要求。
涡流检测中激励信号的稳定性对整个检测系统的有效工作起着十分关键的作用，信号不稳定会使后续处理十分困难，甚至直接影响检测的结果。
本方案基于 DDS ( Direct Digital Synthesis ,直接数字频率合成)技术，采用AD9850 DDS芯片，采用AT89C52单片机作为控制芯片，实现了信号发生器的设计。
2.1.1AD9850芯片AD9850是美国AD公司推出的基于DDS技术的高集成度频率合成器，它工作的最高时钟为125MHZ，包含40 bit频率/相位控制字，其中32bit用于频率控制，5bit用于相位控制，1bit用于掉电控制，2bit厂方保留工作方式选择位。
其工作原理图2所示：AD9850 在接上精密时钟源和写入频率相位控制字之后就可产生一个频率和相位都可编程控制的模拟正弦波输出，此正弦波可直接用作频率信号源或经内部的高速比较器转换为方波输出[23]。
涡流检测原理
涡流检测原理涡流检测是运用电磁感应原理，将载有正弦波电流激励线圈，接近金属表面时，线圈周围的交变磁场在金属表面感应电流（此电流称为涡流）。
也产生一个与原磁场方向相反的相同频率的磁场。
又反射到探头线圈，导致检测线圈阻抗的电阻和电感的变化，改变了线圈的电流大小及相位。
因此，探头在金属表面移动，遇到缺陷或材质、尺寸等变化时，使得涡流磁场对线圈的反作用不同，引起线圈阻抗变化，通过涡流检测仪器测量出这种变化量就能鉴别金属表面有无缺陷或其它物理性质变化。
涡流检测实质上就是检测线圈阻抗发生变化并加以处理，从而对试件的物理性能作出评价。
影响涡流场的因素有很多，诸如探头线圈与被测材料的耦合程度，材料的形状和尺寸、电导率、导磁率、以及缺陷等等。
因此，利用涡流原理可以进行金属材料探伤、测厚、硬度材质淬火等分选。
1．什么是涡流检测？利用铁磁线圈在工件中感生的涡流,分析工件内部质量状况的无损检测方法称为涡流检测（图1）。
2．涡流检测线圈与工件的相对位置（图2）图1 涡流检测原理图2 涡流线圈与工件的三种位置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。
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。
检测线圈的形状、尺寸和技术参数对于最终检测是至关重要的。
在涡流探伤中，往往是根据被检测的形状，尺寸、材质和质量要求(检测标准)等来选定检测线圈的种类。
常用的检测线圈有三类：穿过式线圈; 穿过式线圈是将被检测试样放在线圈内进行检测的线圈，适用于管、棒、线材的探伤。
由于线圈产生的磁场首先作用在试样外壁，因此检出外壁缺陷的效果较好，内壁缺陷的检测是利用的渗透来进行的。
涡流传感器测速原理
涡流传感器测速原理
涡流传感器是一种常用于测量速度的传感器。
其工作原理基于涡流效应，即当导体在磁场中进行相对运动时，会在导体上产生涡流，导致磁场发生变化，进而产生感应电动势。
通过测量感应电动势的大小可以间接得知导体的运动速度。
涡流传感器通常由一个螺旋线圈和一个由导电材料制成的运动目标组成。
当运动目标靠近螺旋线圈时，磁场会穿透运动目标，导致目标表面产生涡流。
涡流产生的电流会在螺旋线圈中产生感应电动势。
根据涡流电流的大小和方向，可以推断出目标的速度。
由于涡流电流与目标速度成正比，可以通过测量感应电动势的幅值来计算目标的速度。
涡流传感器具有高精度和高响应速度的特点，并且不需要与运动目标直接接触。
它广泛应用于汽车制造、航空航天、机械加工等领域的速度测量和控制系统中。
涡流探伤的原理
涡流探伤的原理涡流探伤是一种非破坏性检测技术，主要用于检测金属材料中的表面和近表面缺陷。
它的原理是基于涡流感应现象，通过引入交变电流产生涡流，来检测材料中的缺陷。
涡流探伤的原理可以用以下几个步骤来描述：1. 产生涡流：涡流探伤中使用的探头通常由线圈和电源组成。
线圈中通以交变电流，产生交变磁场。
当磁场穿过导电材料时，会在材料中产生涡流。
涡流的强度和方向取决于材料的导电性和磁场的变化情况。
2. 涡流感应：涡流在材料中形成闭合环路，会生成自己的磁场。
这个磁场会与探头中的磁场相互作用，产生电磁感应。
感应电压的大小和方向与涡流的强度和方向有关。
3. 缺陷检测：当涡流流经材料表面或近表面的缺陷时，其路径会发生改变，导致涡流的强度和方向发生变化。
这种变化会导致感应电压的改变，从而可以检测到材料中的缺陷。
涡流探伤的原理可以用一个例子来说明。
想象一下，我们用涡流探伤来检测一块金属板上的裂纹。
首先，我们将探头放在金属板上，通以交变电流。
这样就在金属板中产生了涡流。
当涡流流经裂纹时，涡流的路径会发生变化，导致感应电压的改变。
通过测量感应电压的变化，我们就可以判断金属板上是否存在裂纹。
涡流探伤具有以下几个优点：1. 非破坏性：涡流探伤不需要对被检测材料进行破坏性取样，可以在不影响材料性能的情况下进行检测。
2. 高灵敏度：涡流探伤可以检测非常小的缺陷，如裂纹、气孔等。
3. 快速：涡流探伤可以在短时间内完成检测，提高工作效率。
4. 广泛适用性：涡流探伤适用于各种导电材料，如金属、合金等。
然而，涡流探伤也存在一些局限性：1. 检测深度有限：涡流探伤的检测深度通常只能达到几毫米，对于深埋缺陷无法有效检测。
2. 受材料导电性影响：涡流探伤对材料的导电性要求较高，对于非导电材料无法进行有效检测。
总的来说，涡流探伤是一种非常重要的非破坏性检测技术，可以广泛应用于各个领域，如航空航天、汽车制造、电力设备等。
通过了解涡流探伤的原理，我们可以更好地理解它的工作原理和应用范围，为相关领域的检测工作提供支持。
探伤的原理和应用范围
探伤的原理和应用范围原理探伤是一种常用的非破坏性检测方法，主要通过对材料或结构进行传递超声、电磁波等物理信号的检测，来获取材料内部缺陷和性能状态的信息。
探伤的原理主要基于以下几个方面：1.超声波探伤：超声波探伤是运用超声波在固体材料中的传播特性来检测材料中的缺陷。
超声波在材料中的传播速度会受到材料中缺陷的影响，进而通过测量传播时间来判断缺陷的位置和大小。
2.磁粉探伤：磁粉探伤是一种利用磁性颗粒在磁场作用下的磁性反应来检测材料表面和近表面缺陷的方法。
在磁场作用下，如果材料中存在裂纹或疏松缺陷，磁场就会发生变化，通过观察磁性颗粒在缺陷附近的聚集情况可以确定缺陷的位置和性质。
3.涡流探伤：涡流探伤是一种利用交变磁场在导电材料中产生的涡流效应来检测材料表面和近表面缺陷的方法。
交变磁场在导电材料中引起涡流，而涡流的产生和缺陷的存在有关，可以通过测量涡流的响应来判断材料中的缺陷情况。
应用范围探伤技术广泛应用于工业生产、航空航天、道路铁路、建筑桥梁和核工业等领域，以确保材料和结构的质量安全。
以下是探伤技术的一些典型应用范围：1.金属制品：在金属制品的生产过程中，探伤可以用于检测是否存在气孔、夹杂物、裂纹等缺陷，以确保金属制品的质量。
2.航空航天：在航空航天领域，探伤可以用于飞机零件的检测，例如飞机发动机叶片、机身结构等的检测，以确保其安全使用。
3.汽车制造：在汽车制造过程中，探伤可以用于车辆零部件的检测，例如引擎块、变速箱壳体等，以保证汽车的质量和安全性。
4.建筑工程：在建筑工程中，探伤可以用于钢筋的质量检测，例如检测钢筋是否存在裂纹、弯曲等缺陷，以确保建筑结构的稳定性和安全性。
5.电力设备：在电力设备的制造过程中，探伤可以用于检测电力设备中的绝缘状况，例如变压器、电机绕组等，以保证电力设备的正常工作。
总的来说，探伤技术的应用范围非常广泛，几乎涵盖了各个工业领域，它通过及时、准确地检测材料和结构的缺陷，提供了重要的技术支持，确保了产品质量和工程安全。
磁力探伤及涡流探伤
涡流探伤
优点：适用于导电材料的表面缺陷检 测，对工件的材料质地不敏感，检测 速度快。
缺点：对深层次缺陷检测效果不佳， 容易受到工件形状和大小的影响，需 要使用耦合剂。
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实际应用案例
磁力探伤在金属材料检测中的应用
钢铁、铝、铜等金属材料
磁力探伤通过磁场对金属材料的磁化作用，检测材料内部 的裂纹、气孔、夹杂物等缺陷，广泛应用于钢铁、铝、铜 等金属材料的检测。
科研与开发
在科研与开发领域，磁力探伤和涡流探伤的 综合应用有助于深入研究材料的物理性能和 微观结构，为新材料的研发和应用提供技术 支持。
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THANKS
随着工业技术的发展，对产品质量和安全性的要求越来越高。无损检测方法，如磁力探伤和涡流探伤，为确保 产品质量和安全性提供了有效的手段。
磁力探伤及涡流探伤的定义
磁力探伤
磁力探伤是一种利用磁场来检测金属材料中缺陷的无损检测方法。当金属材料被置于磁场中时，如果 材料中有缺陷，如裂纹、气孔等，会导致磁场发生变化，通过检测这些变化可以确定缺陷的存在和位 置。
涡流探伤
涡流探伤是一种利用电磁感应原理来检测金属材料中缺陷的无损检测方法。当导体材料置于交变磁场 中时，会在材料中产生涡流。如果材料中有缺陷，如裂纹、气孔等，会影响涡流的分布和强度，通过 检测这些变化可以确定缺陷的存在和位置。
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磁力探伤
涡流探伤原理
涡流探伤是利用电磁感应原理，在导 体中产生涡流，通过检测涡流的变化 来检测材料表面和近表面缺陷的一种 无损检测方法。
应用范围比较
磁力探伤
适用于铁磁性材料的检测，如钢铁、铸铁等，特别适用于检 测表面和近表面缺陷。
涡流探伤
适用于导电材料的检测，如铜、铝、不锈钢等，特别适用于 检测薄壁材料和管材的表面缺陷。
涡流检测技术
三、涡流的趋肤效应和渗透深度
1.趋肤效应 感应出的涡流集中在靠近激励线圈的材料表面附
近的现象。涡流密度随着距离表面的距离增加而减 小。 2.渗透深度
趋肤效应的存在，使交变电流激励磁场的强度及 感生涡流的密度，从被检材料的表面到其内部按指 数分布规律递减。将涡流密度衰减为其表面密度的 1/e（36.8%）时对应的深度定义为：
XM M 互感抗 （3-2）
将次级线圈的折合阻抗与初级线圈自身的阻抗的和称为 初级线圈的视在阻抗Zs，即
Zs Rs jX s R1 Re j( X1 X e ) （3-3）
式中：Rs为视在电阻；Xs为视在感抗。
应用视在阻抗的概念，就可认为初级线圈电路中电流和电 压的变化是由于它的视在阻抗的变化引起的，而据此就可以得 知次级线圈对初级线圈的效应，从而可以推知次级线圈电路中 阻抗的变化。
当检测阻抗发生变化（如线圈的被检测零件中出现缺陷） 时，桥路失去平衡，这时输出电压不再为零， 而是一个非常 微弱的信号， 其大小取决于被检测零件的电磁特性。
U
Z1
Z1Z 3
Z2 Z3
Z4
E
（3-9）
式中： Z1、Z4为固定桥臂阻抗； ΔZ3为检测线圈阻抗的变化， 通过测量U，可间接得到ΔZ3。
3.3
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折合阻抗来体现，设折合
阻抗为。
Ze
Re
jX e
X
2 M
R22
X
2 2
R2
j
X
涡流探伤原理
涡流探伤原理
涡流探伤是一种无损检测技术，利用涡流法原理来检测材料中的表面和近表面缺陷。
涡流探伤原理基于法拉第电磁感应定律，即当磁场穿过导体时，会在导体内产生涡流。
涡流通过改变磁场的分布来响应缺陷。
涡流探伤的工作原理如下：首先，通过交变电流通过线圈产生的交变磁场在进行检测的材料上形成一个感应区。
感应区内的涡流将跟随磁场的变化而产生和消失。
当磁场被材料表面上的缺陷所评定时，涡流的形状和大小也会发生变化。
然后，通过检测涡流的变化来判断材料中是否存在缺陷。
增大或减少电流的频率和振幅，可以改变涡流的深度和灵敏度，进一步优化检测结果。
涡流探伤具有以下特点：非接触性、快速性、高灵敏度和广泛适用性。
它可以用于检测各种导电材料，包括金属、合金和导电涂层等。
涡流探伤主要用于检测材料表面和近表面的裂纹、腐蚀、疲劳和焊接缺陷等。
在航空、汽车、电力和化工等领域都有广泛应用。
电厂探伤的原理
电厂探伤的原理
电厂探伤原理是通过声波、电磁波等非破坏性检测方法对电厂设备进行检测，以判断其是否存在裂纹、腐蚀、疲劳等缺陷，保障电厂设备的正常运行和安全。
常用的电厂探伤技术有超声波探伤、涡流探伤、X射线探伤、磁粉探伤等。
超声波探伤可以用于检测金属和非金属材料中的内部缺陷，其原理是利用高频超声波穿过被测材料，并在材料内部与其遇到的各种缺陷产生反射与散射，通过接收和分析这些反射和散射信号来判断被测材料是否存在缺陷。
涡流探伤主要用于检测电动机转子、热交换器、电子线路板等导电材料中的表面缺陷。
其原理是通过交变磁场产生涡流即涡电流，涡流会随着导体表面上的缺陷形成则在表面产生局部电磁场散流，通过测量散流信号判断被测材料表面是否存在缺陷。
X射线探测主要用于检测金属材料内部缺陷，其原理是通过特定波长的X射线对被测材料进行照射，当X射线遇到材料内部的密度变化或组成变化的地方，会被散射或吸收，从而形成一幅影像。
通过这种影像可以清晰地显示出被测材料内部的缺陷。
磁粉探伤主要用于检测金属表面的缺陷，其原理是在铁磁性材料表面涂上磁粉，产生磁场，当表面存在裂纹、穿孔等缺陷时，磁粉会在缺陷处积聚形成颜色的磁
粉花纹，从而标出缺陷的位置和大小。
综上所述，电厂探伤原理根据不同的探测技术选择适合的探测方法，利用声波、电磁波等非破坏性方法对电厂设备进行检测，以及判定设备是否存在缺陷，保障电厂的正常运行和安全。
磁力涡流探伤讲解
不同，也应干燥工件表面。
2 . 磁 化 ： 前面磁化方法和规范已述。
3 .施加磁粉：是把磁粉或磁悬液喷洒于工件 表面的过程。
根据施加磁粉的时期不同，分为连续法 和剩磁法。
连续法：预处理---工件磁化与施加磁粉--后序工艺过程。磁化时间长，磁化效果好，一般焊 缝和大、中型工件均采用才此法。
剩磁法：预处理---工件磁化---施加磁粉-后序工艺过程。剩磁法的灵敏度低于连续法，只适 合于检查表面缺陷，但剩磁法生产率，特别适合于 批量生产的小型工件。
二、影响漏磁场的因素
1.外加磁场强度
施加的外加磁场强度越大，工件中感应 出的磁场强度也越大，磁力线分布越密集，受缺陷 阻碍的磁力线弯曲的强度和数量越多，形成的漏磁 场强度随之增加。
2.材料的磁导率
不同的磁导率是不一样的； 磁导率高的材料导磁性能好，容易磁化。
3.工件表面状态
4.缺陷自身特点 （1）缺陷位置 （2）缺陷方向 （3）缺陷性质（4）缺陷大小和形状
4.磁痕观察
是对工件上形成的磁痕进行观察与记录的过称。 磁痕观察应在磁痕形成后立即进行。 采用非荧光磁粉时，可在一般照明光源下直接观察；采用荧光
磁粉时，必须在暗室紫外线灯下进行观察。
5.磁痕分析
分为三大类：表面缺陷磁痕、近表面缺陷磁痕、假磁痕。 表面缺陷磁痕：十分清晰、磁粉附着密集、线条明显，缺陷重
三、工件磁化方法
磁化：在外加磁场作用下，使被检工件内部 产生磁场的过程叫工件的磁化。
（一）磁化方法的分类： 1.按磁化电流分类：
直流点磁化法和交流电磁化法 2.按通电方式分类：
直接通电磁化法、间接通电磁化 法 3.按工件磁化方向分类：
周向磁化法、纵向磁化法、复合 磁化法
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涡流无损检测原理
令狐采学
最佳答案
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。
当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，会导致涡流的变化，利用这种现象判定导体性质，状态的检测方法，叫涡流检测。
至于区别，每一种检测方法都有它的局限性，要根据被检工件来选择检测方法，涡流检测适用于导电材料的金属表面缺陷检测，一般都用来检测小管子的，出场的时候都要检测的。
涡流检测的特点（Eddy-current testing)
ET是以电磁感应原理为基础的一种常规无损检测方法，使用于导电材料。
一、优点
1、检测时，线圈不需要接触工件，也无需耦合介质，所以检测速度快。
2、对工件表面或近表面的缺陷，有很高的检出灵敏度，且在一定的范围内具有良好的线性指示，可用作质量管理与控制。
3、可在高温状态、工件的狭窄区域、深孔壁（包括管壁）进行检测。
4、能测量金属覆盖层或非金属涂层的厚度。
5、可检验能感生涡流的非金属材料，如石墨等。
6、检测信号为电信号，可进行数字化处理，便于存储、再现及进行数据比较和处理。
二、缺点
1、对象必须是导电材料，只适用于检测金属表面缺陷。
2、检测深度与检测灵敏度是相互矛盾的，对一种材料进行ET 时，须根据材质、表面状态、检验标准作综合考虑，然后在确定检测方案与技术参数。
3、采用穿过式线圈进行ET时，对缺陷所处圆周上的具体位置无法判定。
4、旋转探头式ET可定位，但检测速度慢。
涡流检测是运用电磁感应原理，将载有正弦波电流激励线圈，接近金属表面时，线圈周围的交变磁场在金属表面感应电流（此电流称为涡流）。
也产生一个与原磁场方向相反的相同频率的磁场。
又反射到探头线圈，导致检测线圈阻抗的电阻和电感的变化，改变了线圈的电流大小及相位。
因此，探头在金属表面移动，遇到缺陷或材质、尺寸等变化时，使得涡流磁场对线圈的反作用不同，引起线圈阻抗变化，通过涡流检测仪器测量出这种变化量就能鉴别金属表面有无缺陷或其它物理性质变化。
涡流检测实质上就是检测线圈阻抗发生变化并加以处理，
从而对试件的物理性能作出评价。