涡流检测课件

涡流检测涡流检测的物理基础一涡流检测的原理当载有交变电流的检测线圈靠近导电试件时，由于线圈磁场的作用，试件会感生出涡流。涡流大小、相位及流动性是受到试件导电性能等的影响，涡流的反作用又使检测线圈的阻抗发生变化。因此通过测定检测线圈阻抗的变化，或线圈上感应电压的变化，就可以得到被检材料有无缺陷。

1ppt课件涡流检测涡流检测的物理基础一涡流检测的原理1ppt课件2ppt课件2ppt课件线圈交变电流（一次电流）激励的磁场是交变的，那么涡流也是交变的。这个交变的涡流会在周围空间形成交变磁场并在线圈中感应电动势。线圈中的磁场就是一次电流和涡流共同感生的合成磁场。合成磁场中包含了金属工件的电导率、磁导率、裂纹缺陷等信息。3ppt课件线圈交变电流（一次电流）激励的磁场是交变的，那么涡流也是交变优点：（1）不需耦合剂，与试件可接触也可不接触。（2）对管、棒、线材易于实现自动化。（3）能在高温、高速下进行检测。（4）能进行多种测量，并能对疲劳裂纹监控。（5）工艺简单、操作容易、检测速度快。二涡流检测的特点4ppt课件优点：二涡流检测的特点4ppt课件缺点：（1）只适合导电材料表面和近表面的检测。（2）难以判断缺陷的种类、形状和大小。（3）干扰因素较多，需要特殊的信号处理技术。（4）对形状复杂的试件难以进行检测。5ppt课件缺点：5ppt课件6ppt课件6ppt课件主要应用：（1）能检测出材料和构件中的缺陷，例如裂纹、折叠、气孔和夹杂等。（2）能测量材料的电导率、磁导率、检测晶粒度、热处理状况、材料的硬度和尺寸等。（3）金属材料或零件的混料分选。通过检查其成分、组织和物理性能的差异而达到分选的目的。7ppt课件主要应用：7ppt课件主要应用：（4）测量金属材料上的非金属涂层、铁磁性材料上的非铁磁性材料涂层和镀层的厚度等。（5）在无法进行直接测量的情况下，可用来测量金属箔、板材和管材的厚度，测量管材和棒材的直径等。8ppt课件主要应用：8ppt课件涡流检测的物理基础

如果电荷和电流随时间变化，电场和磁场发生相互作用：电流能够产生磁场，变化的磁场也能在导体中产生感应电动势和电流，这种现象叫做电磁感应。9ppt课件涡流检测的物理基础如果电荷和电流随时间变化，电1电磁感应定律楞次定律闭合回路中产生的感应电流有确定的方向，它总是企图使自己产生的通过回路面积的磁通量，去抵偿或反抗引起感应电流的磁通量的改变。楞次定律只确定了感应电动势和感应电流的方向，并没有确定感应电动势的大小。10ppt课件1电磁感应定律10ppt课件11ppt课件11ppt课件法拉第电磁感应定律不论任何原因使穿过线圈的磁通量发生变化时，在线圈里就产生感应电动势，感应电动势的大小和磁通量对时间的变化率的负值成正比。12ppt课件法拉第电磁感应定律12ppt课件如果线圈的电阻为R，则线圈里的感应电流为对于有n匝的串联线圈，在线圈中产生的总感应电动势为式中，k－比例常数，随单位制不同而异；－磁通量（Wb）；

t－时间（s）；－感应电动势（V）。负号表示感应电动势的方向总是企图反抗磁通的变化。

13ppt课件如果线圈的电阻为R，则线圈里的感应对于有n匝的串联线圈，在线2自感和互感自感：当电流通过回路时，变化的电流所产生的变化磁通也通过闭合回路。这样在回路中就激起感生电动势。这种由于回路中电流产生的磁通量变化，而在自己回路中激起感生电动势的现象称为自感现象，其感生电动势称为自感电动势。L－自感系数（H）14ppt课件2自感和互感L－自感系数（H）14ppt课件互感：两线圈回路1和回路2，其中分别通以电流I1和I2，则任一回路中电流所产生的磁感应线将通过另一回路所包围的面积。其中任一回路电流发生变化时，其磁通量的变化，在另一回路中会产生感生电动势。两个载流回路相互激起感生电动势的现象称为互感现象。15ppt课件互感：两线圈回路1和回路2，其中分别通以电流I1和I2，则任互感电动势、－互感系数（H）

16ppt课件互感、－互感系数（H）16ppt课件3涡流检测中的电磁感应交流电路中电压E与电流I之间关系为：式中，Z－线圈阻抗（）E－外接电源电压（V）17ppt课件3涡流检测中的电磁感应式中，Z－线圈阻抗（）E－外二涡流如把一块金属导体放在变化着的磁场中，由于金属导体会不断切割磁力线，从而在金属导体中产生感应电动势。同时，在导体内形成一个自成闭合回路，其形状象水中旋涡的电流，这个电流就叫做涡流或涡电流。又叫做付科（Foucault）电流。18ppt课件二涡流18ppt课件涡流的产生19ppt课件涡流的产生19ppt课件趋肤效应和渗透深度直流电在导体内流过时，它在导体横截面上的电流密度分布基本上是均匀的。但当交流电在导体中流动时，它在导体横截面上的电流分布很不均匀。表面层电流密度最大。越进入导体中心其电流分布随着距表面的深度增加而衰减，此现象即为交流电的趋肤效应。20ppt课件趋肤效应和渗透深度20ppt课件趋肤效应的大小以渗透深度来描述即电流密度减少到表面电流密度的时的深度。渗透深度与频率的平方根成反比。21ppt课件趋肤效应的大小以渗透深度来描述即电流密度减少到表面电流密度的涡流检测的试验基础

将两个线圈固定在一起。在线圈Ⅰ上输入交流电流，在线圈Ⅱ上接一个电压表，同时把这两个线圈放在金属块上面。22ppt课件涡流检测的试验基础将两个线圈固定在一起。在线圈Ⅰ上

线圈Ⅰ将激励出一个交变磁场。如果线圈Ⅰ、线圈Ⅱ和金属块靠的很近，以至于线圈Ⅰ所激励的磁场对线圈Ⅱ和金属块都有感应，那么在金属块中就会产生出涡流，而线圈Ⅱ中的电压表也相应地有一个读数。线圈Ⅰ是供激励磁场用的称为激励线圈；而线圈Ⅱ是供测量用的称为测试线圈。23ppt课件线圈Ⅰ将激励出一个交变磁场。如果线圈Ⅰ、线圈Ⅱ和金属结论：电压表的读数会随金属材料的导电率或导磁率的变化而发生相应的改变。电压表的读数会随金属材料的尺寸或厚度的变化而发生相应的改变。电压表的读数会随线圈与金属材料之间的距离的变化而发生相应的改变。24ppt课件结论：24ppt课件涡流检测中的几种效应电压表读数随金属材料导电率或导磁率的变化而发生相应改变的现象，在涡流检测中我们称为导电率效应或导磁率效应。应用这个效应我们就可以用涡流法来测定各种金属材料的导电率或导磁率，也可以应用这个效应来进行金属材料的分选。25ppt课件涡流检测中的几种效应电压表读数随金属材料导电率或导磁率的变化电压表读数随金属材料的尺寸或厚度的变化而改变的现象，在涡流检测中我们称为尺寸效应。应用这个效应我们就可以用涡流检测法来测定金属薄板的厚度，以及测定金属棒材的直径。26ppt课件电压表读数随金属材料的尺寸或厚度的变化而改变的现象，在涡流检电压表读数随线圈与金属块之间距离的变化而改变的现象，在涡流检测中我们称为“提离”效应。应用这个效应，我们就可以用涡流检测法来测定金属材料表面上的绝缘层的厚度。27ppt课件电压表读数随线圈与金属块之间距离的变化而改变的现象，在涡流检涡流探伤法主要是用于检查金属表面或近表面上的裂纹等缺陷。由于被检零件一旦发生了裂纹等缺陷，那么在零件的缺陷处不仅导电率或磁导率发生了变化，而且零件的尺寸也发生了相应的变化。所以涡流探伤法既应用了导电率或导磁率效应，也应用了尺寸效应。28ppt课件涡流探伤法主要是用于检查金属表面或近表面上的裂纹等缺陷。由于第三节涡流阻抗分析法

阻抗分析法是以分析涡流效应引起线圈阻抗的变化及其相位变化之间的密切关系为基础，从而鉴别各影响因素效应的一种分析方法。

电压的变化和阻抗的变化之间有着相似的规律。在涡流检测中为了确定受检试件性能影响而产生的涡流的变化，可以用检测线圈的电压效应来测定，也可以用检测线圈的阻抗变化来测定。29ppt课件第三节涡流阻抗分析法阻抗分析法是以分析涡流效应引一线圈的阻抗和阻抗归一化1线圈的阻抗用检测线圈的阻抗变化来测定受检试件性能影响而产生的涡流的变化。线圈自身的阻抗一个线圈并不是一个纯电感，而是需用电阻、电感、电容组合而成的等效电路来表示。30ppt课件一线圈的阻抗和阻抗归一化线圈自身的阻抗30ppt课件线圈的等效电路线圈自身的复阻抗：31ppt课件线圈的等效电路线圈自身的复阻抗：31ppt课件耦合线圈的阻抗表示检测线圈的自阻抗，即线圈空载阻抗，为空载的感抗。表示涡流环的自阻抗，为涡流环的感抗。表示检测线圈与涡流环的耦合阻抗，称为耦合电抗。32ppt课件耦合线圈的阻抗表示检测线圈的自阻抗，即线圈空载阻抗，为空载的反射阻抗与视在阻抗反射阻抗：表示被测导体上的涡流场对检测线圈的影响。视在阻抗：检测线圈的视在阻抗是自阻抗与反射阻抗之和。33ppt课件反射阻抗与视在阻抗反射阻抗：表示被测导体上的涡流场对检测线圈2阻抗图视在电抗视在电阻34ppt课件2阻抗图视在电抗视在电阻34ppt课件3阻抗的归一化

经过归一化处理后的电阻和电抗都是无量纲的量，并且都恒小于1。35ppt课件3阻抗的归一化经过归一化处理后的电阻和电抗都是无量归一化阻抗图的特点：

（1）它消除了原边线圈电阻和电感的影响，具有通用性。（2）阻抗图的曲线簇以一系列影响阻抗的因素作为参量。（3）阻抗图形定量地表示出各影响阻抗因素的效应大小和方向。（4）对于各种类型的工件和检测线圈，有各自对应的阻抗图。36ppt课件归一化阻抗图的特点：36ppt课件二有效磁导率和特征频率1有效磁导率37ppt课件二有效磁导率和特征频率1有效磁导率37ppt课件式中－交变磁场H0的角频率；－圆柱体试件的磁导率；－圆柱体试件的电导率；－零阶贝赛尔函数；－一阶贝赛尔函数；－贝赛尔函数的变量。－圆柱体试件的半径；38ppt课件式中－交变磁场H0的角频率；－圆柱体试件的磁导率；－圆柱体试2特征频率特征频率是工件的固有特性，取决于工件的电磁特性的几何尺寸。

有效磁导率中贝赛尔函数的虚部的模为1对应的频率称为特征频率：－电导率（S/m）－相对磁导率（H/m）－半径（m）39ppt课件2特征频率有效磁导率中贝赛尔函数的虚部的模为1对应

常用工程单位制中，非铁磁性材料的特征频率：－电导率，－直径，涡流检测中，一般来说，试验频率f总是大于材料特征频率fg的。40ppt课件常用工程单位制中，非铁磁性材料的特征频率：－电导率，求特征频率的诺模图41ppt课件求特征频率的诺模图41ppt课件在一定频率比时，被检测的圆柱体不论直径大小，其涡流密度和场强的几何分布均相似，也就是两个大小不同的被检物体，如果频率比相同，则有效磁导率及圆柱体内的涡流场强和涡流密度的几何分布也相同。这就是涡流试验的相似定律。其相似条件为：42ppt课件在一定频率比时，被检测的圆柱体不论直径大小，其涡流密度和场四复阻抗平面图1线圈的感应电动势与阻抗螺线管空载时，单位长度上的阻抗为：单位长度上的归一化阻抗为：43ppt课件四复阻抗平面图1线圈的感应电动势与阻抗螺线管空载时，单位2复阻抗（复电压）平面图时，有44ppt课件2复阻抗（复电压）平面图时，有44ppt课件如果通过匝数为N检测线圈（次级线圈）与激励线圈（初级线圈）的磁通相同，则检测线圈的感应电压为：－激励频率（Hz）－检测线圈匝数－检测线圈直径（cm）－激励磁场强度（A/m）45ppt课件如果通过匝数为N检测线圈（次级线圈）与激励线圈（初级线圈）的五含圆柱体穿过式线圈的阻抗分析线圈归一化的阻抗（简称线圈阻抗）或复电压可以表示为一个特性函数：特性函数反映了线圈阻抗（或复电压）受试件的影响，因而取决于试件的性质，即包括了试件中各种对线圈阻抗有影响的基本因素。46ppt课件五含圆柱体穿过式线圈的阻抗分析线圈归一化的阻抗（简称线圈阻线圈阻抗的主要影响因素：

电导率

磁导率

试件的几何尺寸

缺陷

试验频率47ppt课件线圈阻抗的主要影响因素：电导率磁导率试件的几何尺寸

放置式涡流探头根据用途、结构和形状的不同，有各种类型和名称，如大饼式探头、平面探头、弹簧探头、笔式探头等。六放置式探头阻抗分析1影响阻抗变化的主要参数△工件电导率对阻抗图的影响：随着电阻率的增加，阻抗值沿着阻抗曲线向上移动。48ppt课件放置式涡流探头根据用途、结构和形状的不同，有各种类型△提离效应对阻抗图的影响：应用点式线圈检测时，线圈与工件之间的距离变化，会引起检测线圈阻抗变化，这种距离影响称为提离效应。小的提离会产生大的阻抗变化。△磁导率对阻抗图的影响：非铁磁性材料相对磁导率接近于1为一常数，不影响阻抗。但铁磁性材料的相对磁导率远大于1，对阻抗影响显著。49ppt课件△提离效应对阻抗图的影响：应用点式线圈检测时，线圈与工件之间△试验频率对阻抗的影响：频率和电导率效应在阻抗图上的影响是一致的。频率比一般取50ppt课件△试验频率对阻抗的影响：频率和电导率效应在阻抗图上的影响是一△工件厚度对阻抗图的影响：当工件变薄时，线圈电阻分量增加，电抗分量也增加，阻抗值沿着曲线向上移动。说明任何引起涡流流动电阻增加的因素，将使得阻抗值沿着阻抗曲线向上移动，直到探头阻抗趋向于线圈在空气中的阻抗，即51ppt课件△工件厚度对阻抗图的影响：当工件变薄时，线圈电阻分量增加，电△探头直径对阻抗图的影响：线圈直径增加，阻抗值沿着曲线向下移动，类似于频率的增加。这是由于线圈直径增加，增加了工件中的磁通密度，也增大了涡流值，这相当于电阻率的减小。52ppt课件△探头直径对阻抗图的影响：线圈直径增加，阻抗值沿着曲线向下移2实验阻抗图和计算机模拟阻抗图的比较用计算机模拟计算作出的阻抗图，可通过实验进行校正。实线表示频率不变，探头从不同材料的表面提离到无穷远处所得到的电压轨迹。虚线连接各实线的端点，表示电阻率变化的曲线和前面所述曲线比较相似。53ppt课件2实验阻抗图和计算机模拟阻抗图的比较实线表示频率不变，探头3特征参数

将频率、探头直径和工件参数结合在一起以构成一个特征参数：－线圈的平均半径

－角频率

－相对磁导率

－电导率

54ppt课件3特征参数将频率、探头直径和工件参数结合在一起以构4相位55ppt课件4相位55ppt课件（1）电压矢量和横轴之间的夹角。（2）当探头移过缺陷时，归一化电压量的相位变化。

（3）感应电压和激励电压之间的相位。

（4）当探头移过缺陷时，感应电压的相位变化。

（5）缺陷和提离电压信号之间的相位差。

（6）涡流的相位滞后，即深度为X处的涡流相位和表面涡流相位差

（7）相位旋钮，可将整个阻抗平面进行旋转。

（8）在电感电压和电流之间的相位，

56ppt课件（1）电压矢量和横轴之间的夹角。（2）当探头移过缺陷时，归第四节涡流检测设备涡流检测设备的发展：第一代：以分立元件为主构成的涡流仪，它仅显示相关信号的一维信息。第二代：以电脑为主体的、采用涡流阻抗平面分析技术的多功能涡流仪，它能把涡流信号的幅度、相位信息实时显示在屏幕上，并具有分析、储存、打印等功能。57ppt课件第四节涡流检测设备涡流检测设备的发展：57ppt课件第三代：以多频涡流技术为基础的智能化仪器，它除有第二代涡流仪的所有性能外，能在检测过程中抑制某些干扰噪声，提高检测的可靠性并拓宽其应用范围。第四代：数字电子技术、频谱分析技术及图像处理技术有机结合的一种智能多频涡流仪器。58ppt课件第三代：以多频涡流技术为基础的智能化仪器，它除有第二代涡流仪一涡流传感器涡流传感器、涡流探头、涡流检测线圈几种线圈形式的示意图59ppt课件一涡流传感器几种线圈形式的示意图59ppt课件1基本结构：由激励绕组、检测绕组及其支架和外壳组成。有些还有磁芯、磁饱和器件等。EEC-37RFT60ppt课件1基本结构：EEC-37RFT60ppt课件

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2功能：61ppt课件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3涡流传感器的分类按检测线圈输出信号的不同分类参量式线圈(自感式线圈)：输出的信号是线圈阻抗的变化。变压器式线圈(互感式线圈)：输出线圈上的感应电压信号。62ppt课件3涡流传感器的分类按检测线圈输出信号的不同分类参量式线圈按检测线圈和工件的相对位置分类外穿过式线圈内通过式线圈放置式(点式)线圈63ppt课件按检测线圈和工件的相对位置分类外穿过式线圈63ppt课件按线圈的绕制方式分类

绝对式：只有一个检测线圈工作的方式。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，根据有无输出来判别。优点：对材料性能或形状的突变或缓慢变化均能作出反应；混合信号较易区分出来；能显示缺陷的整个长度。缺点：温度不稳定时易发生漂移；对探头的颤动比差动式敏感。64ppt课件按线圈的绕制方式分类绝对式：只有一个检测线圈工作的方式。

差动式：使用两个线圈进行反接的方式。差动式按试件的放置形式不同又有标准比较式和自比较式两种。标准比较式自比较式65ppt课件差动式：使用两个线圈进行反接的方式。差动式按试件的放置形式标准比较式采用两个检测线圈反向联接成为差动形式，一个线圈中放置标准试件，另一个线圈中放置被检试件。自比较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。优点：不会因温度不稳定而引起漂移；对探头颤动的敏感度比绝对式低。缺点：对平缓变化不敏感，即长而平缓的缺陷可能漏检；只能探出长缺陷的终点和始点；可能产生难以解释的信号。66ppt课件标准比较式采用两个检测线圈反向联接成为差动形式，一个线圈中放二涡流检测仪器原理框图：67ppt课件二涡流检测仪器原理框图：67ppt课件1涡流检测仪器分类△涡流导电仪涡流导电仪是以测试金属及其合金中的电导率为目的的一种涡流仪。68ppt课件1涡流检测仪器分类△涡流导电仪68ppt课件

涡流导电仪的灵敏度用电导率的变化引起电桥输出电压的变化来衡量。通常用每单位电导率变化所对应的阻抗变化值来表示测量灵敏度S：为试件电导率的变化量，与其对应的线圈阻抗的变化量为69ppt课件涡流导电仪的灵敏度用电导率的变化引起电桥输出电压的变△涡流测厚仪试件性能和试验频率一定，通过对阻抗特性变化的测量，便可以得出线圈和试件表面间的间隙大小。这就是利用提离效应测厚的基本原理。涡流测厚法的另一种用途是用于测定金属板的厚度。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。这种现象称为“厚度”效应。70ppt课件△涡流测厚仪70ppt课件国产7503涡流测厚仪技术性能：测量频率：2.5MHz适用范围：铜、铝及其合金测厚范围：Ⅰ0~100；Ⅱ0~30测量精度：分度端值的±0.3％71ppt课件国产7503涡流测厚仪技术性能：71ppt课件功率消耗：1号1.5V干电池8节，可工作150~200小时适用温度：－10℃~+55℃外形尺寸：250×175×135mm3重量：约4kg72ppt课件功率消耗：1号1.5V干电池8节，可工作150~200小时工作原理：由振荡器产生的高频电流通过激励线圈L1，并在磁环切缝处产生出泄漏磁场。当磁环靠近非磁性金属材料时，金属中将会感生出涡流。由于涡流的反磁场会使泄漏磁场减弱，而涡流的大小会随绝缘层厚度的不同而发生相应的变化，从而使测试线圈L2的阻抗特性发生变化。73ppt课件工作原理：73ppt课件这种变化信号通过检波后再由指示器显示出来。把线圈放在空中时，因没有涡流影响指示值最大；当线圈放在金属的表面上时指示值降为最小，因这时的涡流影响最大；如果金属表面有覆盖的绝缘层时，指示器上的示值会随绝缘层厚度的不同而异。因此，根据指示器上示值的大小可测出绝缘层的厚度。74ppt课件这种变化信号通过检波后再由指示器显示出来。把线圈放在空中时，△涡流探伤仪被测试件中缺陷的存在会改变试件内涡电流的分布状态，从而使检测线圈的阻抗发生变化。因此可利用涡流探伤仪来探测试件表面的缺陷。涡流探伤中最常用的有穿过式涡流仪和探针式涡流仪两种类型的仪器。75ppt课件△涡流探伤仪75ppt课件

相位分析法：裂纹效应的方向和其他因素引起的阻抗变化的方向是不相同的，也就是说，由缺陷产生的信号的轨迹和干扰因素产生的信号的轨迹通常在相位上是不同的。利用这种相位上的差异，选择适当相位来抑制干扰因素影响的方法称为相位分析法。76ppt课件相位分析法：裂纹效应的方向和其他因素引起的阻抗变化的方向

频率分析法：在自动探伤时，试件直径的变化以及试件成分的不均匀对激励振荡信号起低频调制的作用，而短促的缺陷信号则产生高频调制。因此可采用适当的滤波器，滤去因试件直径变化或成分不均匀产生的低频干扰信号，而让具有高频性质的缺陷信号通过，这种抑制干扰的方法称为频率分析法。77ppt课件频率分析法：在自动探伤时，试件直径的变化以及试件成分的不

振幅分析法：利用输出的缺陷信号与干扰信号在振幅上的差别来抑制干扰。通常经过相位分析和频率分析之后的输出信号除比较尖锐的缺陷信号外，往往还带有电路噪声引起的干扰杂波，如果采取措施把某个基准电平以下的干扰杂波消除，则可大大提高被捡信号的信躁比。这种消除干扰的方法称为振幅分析法，这个特定的电平称为抑制电平。78ppt课件振幅分析法：利用输出的缺陷信号与干扰信号在振幅上的差别来2涡流检测仪器的基本结构涡流探伤仪的基本原理：信号发生器产生交变电流供给检测线圈，线圈产生交变磁场并在工件中感生涡流，涡流受到工件性能的影响并反过来使线圈阻抗发生变化，然后通过信号捡出线圈阻抗的变化；检测过程包括信号拾取、信号放大、信号处理、消除干扰和显示检测结果。79ppt课件2涡流检测仪器的基本结构涡流探伤仪的基本原理：79ppt穿过式涡流探伤仪基本结构模式图80ppt课件穿过式涡流探伤仪基本结构模式图80ppt课件探针式涡流探伤仪基本结构图81ppt课件探针式涡流探伤仪基本结构图81ppt课件3涡流检测仪器的基本电路振荡器振荡器是产生一个交变电流，频率一般为100至几千赫兹，固定频率、分段可调或连续可调。由于线圈的激励需要与一定的功率和一定的阻抗相匹配，一般在振荡器后还接有功率放大器。82ppt课件3涡流检测仪器的基本电路振荡器82ppt课件电桥大多数涡流探伤仪器采用交流电桥来测量线圈之间或者线圈和参考线圈之间的微小阻抗变化。

根据电桥平衡理论，要使电桥达到平衡，即两点之间的电位差为零，必须满足：83ppt课件电桥根据电桥平衡理论，要使电桥达到平衡，即两点之间的

探头线圈与一个电容并联，工件频率接近于谐振。当探头放置到工件上时，电表指示出不平衡电压并通过电位器R1调节电桥至平衡。涡流探伤仪电桥电路84ppt课件探头线圈与一个电容并联，工件频率接近于谐振。当探头放放大器放大器用于放大微弱的输入信号，提高检测灵敏度。一个较好的涡流探伤仪器，放大器增益为80dB左右。

涡流探伤仪器根据用途不同可采用各种形式的放大电路。85ppt课件放大器涡流探伤仪器根据用途不同可采用各种形式的放大电移相器将某一给定电压矢量旋转一个固定角度的装置称为移相器。为了选择任意的相角，移相器最好能进行360o移相而且保持输出幅度不变。86ppt课件移相器86ppt课件相敏检波器相敏检波放大器原理分析相敏检波器原理分析87ppt课件相敏检波器相敏检波放大器原理分析相敏检波器原理分析87pp相敏检波电路实例

只要选择控制信号和干扰信号相差90o进行检波，就能在输出信号中消除干扰信号而保留有用信号。88ppt课件相敏检波电路实例只要选择控制信号和干扰信号相差90o滤波器

将电阻和电容换一个位置，即变成一个低通滤波器。

只通过高频信号，阻止低频信号的滤波器称为高通滤波器。

采用频率调制分析法，使具有伤痕的调制频率的信号通过，而抑制掉干扰噪声信号。89ppt课件滤波器将电阻和电容换一个位置，即变成一个低通滤波器。幅度鉴别器用振幅鉴别电路，将幅度较小的干扰噪声信号抑制掉。抑制前抑制后90ppt课件幅度鉴别器抑制前抑制后90ppt课件相位旋转电路坐标旋转电路原理图坐标旋转图示91ppt课件相位旋转电路坐标旋转电路原理图坐标旋转图示91ppt课件显示器和记录装置

显示器是用来显示经过放大和处理后的检测信号，提供检测结果。指针式电表：指针式电表体积小、重量轻，只需输入一个微小的信号就能驱动电表的指针偏转，不需要复杂的辅助电路，因而在便携式的小型涡流检测仪器中得到了广泛的应用。92ppt课件显示器和记录装置显示器是用来显示经过放大和处理后的数字显示器：由于涡流检测线圈拾取的信号与试件的待检因素之间是非线性关系，用指针式电表往往需要利用非线性的指示刻度来显示检测结果。示波器：在涡流检测仪器中普遍采用的一种显示部件，其显示方式有椭圆显示、正弦波显示和矢量点显示三种方式。93ppt课件数字显示器：由于涡流检测线圈拾取的信号与试件的待检因素之间是记录装置：检测时，需要将检测结果记录下来，然后进行分析判断。根据检测设备不同，对记录仪的要求也不一样。报警器：当探测到大于标准伤痕的时候，能使传动机构停车并发出警报（灯亮和响声）。电源：供给各单元电路所需要的电源电压。94ppt课件记录装置：检测时，需要将检测结果记录下来，然后进行分析判断。4检测设备智能化

管理系统智能分析系统自学习系统检测系统帮助系统知识库95ppt课件4检测设备智能化管理系统95ppt课件涡流技术智能化的特点：增强抗干扰能力，提高信躁比。检测精度高、速度快。客观、全面地采集、存储和分析数据。记录和存档。可编程性。数控操作。96ppt课件涡流技术智能化的特点：96ppt课件外穿过式/平面式探头袖珍式涡流探伤仪涂层测厚仪内通过式探头97ppt课件外穿过式/平面式探头袖珍式涡流探伤仪涂层测厚仪内通过式探头9LOCATOR2S英国HockingNDTLtd公司产品LOCATOR2S单通道单频的手持式涡流检测仪易学的菜单系统可与外部计算机相连以实现参数设置安息据传输和打印控制。检测伯质及非铁质材料的表面缺陷使用HockingWeldScan（焊缝扫查）探头进行焊缝检测；材料分选等工作频率：100-10MHz，分为47步可调输

出：标准RS232接口，5路Lemo98ppt课件LOCATOR2S英国HockingNDTLtd公司产品美国圣特尔(Centurion)无损检测仪器公司采用先进的微处理器集成电路设计而成的便携式多用途涡流检测仪，可改变测试频率，操作简便。

ED-1100采用大屏幕阻抗平面显示，能够对磁性和非磁性材料进行表面和近表面探伤，以及材料的导电性、硬度、合金类型、热处理状态等物理和电磁性能检测。

ED-1100广泛应用于飞机的机轮、压杆、螺旋桨叶、轴毂和引擎部件，以及汽车制动器、传动轴、发动机部件、方向控制器及底盘组件的检测，也可以材料的疲劳研究、保养和质量控制。主要特性：6”大屏幕液晶显示；先进可靠的微处理器电路设计；频率范围：500Hz～6MHz；铝合金手提箱可用于恶劣环境；探头激励连续可调并带有过载指示；全便携式设计，重量仅为16.5Kg；多种探头可选：绝对式探头、差动式探头、反射式探头等，可与现有设备兼容；含可充电电池、电源、探头及操作手册；可拆卸的钢质翻盖可容纳附件包；电池可连续使用12小时以上；底部支架可支撑设备以改变视角ED-110099ppt课件美国圣特尔(Centurion)无损检测仪器公司采用先进的微SMART-97智能便携式涡流探伤仪Super-checkerEW-1超级涡流探伤仪100ppt课件SMART-97智能便携式涡流探伤仪Super-checkeYY－11涡流探伤仪工作原理图101ppt课件YY－11涡流探伤仪工作原理图101ppt课件WT－5涡流探伤仪电路原理图102ppt课件WT－5涡流探伤仪电路原理图102ppt课件WT－5A型涡流探伤仪面板图103ppt课件WT－5A型涡流探伤仪面板图103ppt课件部分穿过式涡流探伤仪104ppt课件部分穿过式涡流探伤仪104ppt课件部分探针式涡流探伤仪105ppt课件部分探针式涡流探伤仪105ppt课件三涡流检测参考试件

涡流检测法从某种意义上讲，属于一种比较的方法。即通过比较找出差异，再通过差异来进行判断。要比较就必须有比较的依据，涡流检测中的比较依据就是参考试件。106ppt课件三涡流检测参考试件涡流检测法从某种意义上讲，属于1参考试件的用途用于标定涡流检测仪器用作探伤试验的验收标准用于涡流检测设备性能的检查2参考试件的种类自然缺陷参考试件人工缺陷参考试件107ppt课件1参考试件的用途用于标定涡流检测仪器2参考试件的种3参考试件的制作△材料选择选择标准：材料成分和热处理状态与被检试件相同；尺寸、类型、牌号与被检试件一致；加工工艺、程序、表面粗糙度与被检试件相同；由成型、变曲和其他冷作加工所引起的残余应力的大小应与被检试件接近。108ppt课件3参考试件的制作△材料选择108ppt课件△人工缺陷：在参考试件上按一定规格加工的缺陷。选择和制作人工缺陷的标准：容易制作，通常采用便于加工的钻孔、切槽、刻痕作为人工缺陷；与被检缺陷的种类相似；必须严格按尺寸制作，且不允许产生几何变形，不留残余应力；与被检缺陷的位置相似；应尽可能让涡流仪在人工缺陷上的输出信号和自然缺陷相似。109ppt课件△人工缺陷：在参考试件上按一定规格加工的缺陷。109ppt课△人工缺陷的加工：通常有机械加工、腐蚀加工、电火花加工三种方法。机械加工一般是用精密机床，加工方便，但对微小缺陷难以保证且成品率低。化学腐蚀的方法是根据腐蚀时间的长短来控制人工伤的深浅，这对于精度和粗糙度都难以达到。电火花加工法能适应各种缺陷形状的加工，同时又不受材料的限制，应用最多。110ppt课件△人工缺陷的加工：110ppt课件4参考试件的使用方法和注意事项（1）需将仪器预热后才用参考试件标定仪器，在试验中间要求定期使用参考试件对仪器进行核对。（2）用同种型号的涡流仪作同种产品的涡流检测时，需用参考试件逐台标定仪器。111ppt课件4参考试件的使用方法和注意事项111ppt课件（3）在试验中途如发现异常现象或误动了仪器的旋钮时，要求用参考试件对仪器进行重新标定。（4）对“标准比较式”线圈中的参考试件，因长期处在感应电流之中，温度会升高，因此，标定仪器应在温度稳定之后进行。112ppt课件（3）在试验中途如发现异常现象或误动了仪器的旋钮时，要求用参四涡流探伤仪综合指标的测定这里所指的涡流探伤仪的性能指标，是探头和仪器得到良好匹配基础上的、探头和仪器的综合性能指标。

探针式涡流探伤仪和穿过式涡流探伤仪的用途不同，它们的综合性能也有较大的差异。113ppt课件四涡流探伤仪综合指标的测定探针式涡流探伤仪和穿过1探针式涡流探伤仪的综合性能指标及测定综合指标探测灵敏度：仪器能够检查出最小缺陷的能力。分辨率：仪器能够区分两个最近的缺陷之间的最小距离。114ppt课件1探针式涡流探伤仪的综合性能指标及测定综合指标114pp边缘效应：当探头从试件的中间部位移动到试件的边缘时，电表示值变化的探头中心点到试件边缘的距离。间隙效应：探头放在无绝缘层试件表面上时的电表示值和探头放在有约一张纸厚的绝缘层试件表面上时电表示值的差值。115ppt课件边缘效应：当探头从试件的中间部位移动到试件的边缘时，电表示值指示线性：仪器对同一宽度而不同深度的人工槽电表示值的线性度。稳定性：开机5min以后，电表示值随时间的漂移值。116ppt课件指示线性：仪器对同一宽度而不同深度的人工槽电表示值的线性度。测定方法探测灵敏度的测定分辨率的测定边缘效应的测定间隙效应的测定指示线性的测定稳定性的测定117ppt课件测定方法117ppt课件2穿过式涡流探伤仪的综合性能指标及测定综合指标探测灵敏度：仪器能检测出最小缺陷的尺寸，这个指标一般用信躁比来表示，这里也包括对各种伤型的检测能力。灵敏度余量：仪器的总增益量与检出标准伤时仪器增益量之差。118ppt课件2穿过式涡流探伤仪的综合性能指标及测定综合指标118p分辨率：仪器能区分的两个最接近的缺陷之间的距离。端头效应：仪器在管棒材的头尾不能确定有无缺陷的长度。漏检率、漏报率：仪器漏检、漏报标准伤的可能性。119ppt课件分辨率：仪器能区分的两个最接近的缺陷之间的距离。119ppt短时重复性：仪器在短时间内，对同一标准伤检测信号的重复性。长时重复性：仪器在长时间内对同一标准伤检测信号的重复性。误检率、误报率：仪器误检、误报的可能性。间距特性：探头线圈离开试件不同距离时，设备对同样伤的检测能力。120ppt课件短时重复性：仪器在短时间内，对同一标准伤检测信号的重复性。1测定方法探测灵敏度的测定分辨率的测定灵敏度余量的测定端头效应的测定121ppt课件测定方法121ppt课件漏检率、漏报率的测定误检率、误报率的测定短时重复性的测定长时重复性的测定间距特性的测定122ppt课件漏检率、漏报率的测定122ppt课件第五节涡流检测方法一检测规范检测前必须对每一具体的检测根据其检测的种类、目的和要求，就检测方法、仪器设备、检测条件及验收标准等一系列与检测有关的细则作出明确的规定。这种细则的拟定称为规范的制定。123ppt课件第五节涡流检测方法一检测规范123ppt课件项目和内容：检测目的：探伤、材质鉴别、测厚试件：名称、材料、材料规格以及数量等验收标准：或试验要求检测装置：仪器、线圈、附加装置等124ppt课件项目和内容：124ppt课件检测条件：如检测时要求的检测频率、灵敏度、检测速度及试件的表面粗糙度等标准试件或对比试件：如检测时对比试件的材料、形状、尺寸以及人工缺陷的种类、尺寸和加工方法等检测所要求的记录内容，检测人员的资格等125ppt课件检测条件：如检测时要求的检测频率、灵敏度、检测速度及试件的表二检测准备1检测方法和设备的选择检测目的；检测材质；试件的形状、大小及数量；检测参数及其大小。2线圈的选择试件的形状和大小；线圈的参数及拾取信号的方式必须与仪器适配；检测时要适合于被检缺陷。126ppt课件二检测准备126ppt课件3检测条件检测前，必须对黏附在试件上的金属粉、氧化皮、油脂等进行清除，否则这些黏附物干扰仪器的检测信号，影响检测结果尤其是非铁磁性材料试件上的磁性黏附物，对检测的影响很严重。127ppt课件3检测条件127ppt课件4对比试件的准备对比试件（标准试件）作为调节检测仪器和判废标准的工具，对检测结果影响很大，制作时应予以重视。5仪器预调在正式检测前，应对仪器进行预调，以便能使仪器的性能趋于稳定，保证检测结果的可靠性和良好的重复性。128ppt课件4对比试件的准备128ppt课件6附加装置的调整配备有进给装置的自动检测仪，为了减少管棒材试件通过线圈时的偏心和振动，需要调节进给装置的滚轮高度和动作机构。129ppt课件6附加装置的调整129ppt课件三检测条件的选择1检测频率的选择选择依据：趋肤效应（渗透深度）和检测灵敏度检测因素的阻抗特性130ppt课件三检测条件的选择选择依据：130ppt课件2平衡回路的调节平衡回路的调节是指在采用对比试样的无缺陷部位（或标准试件）进行检测时，对平衡回路进行的调节。以使在检测空载或对无缺陷试件检测时，检测线圈的输出信号为零。131ppt课件2平衡回路的调节131ppt课件3灵敏度的选择对于测量仪器，如果被测量变化很小的值，仪表读数变化，则与的比值称为该仪表的灵敏度，以符号S表示，即灵敏度的确定与检测要求及使用的仪器有关。132ppt课件3灵敏度的选择灵敏度的确定与检测要求及使用的仪器有关。14相位的设定相位是指采用同步检波进行相位分析的检测仪中移相器的相位角。一般应选取能够最有效地检出对比试件中人工缺陷的相位角。5滤波器的设定指在用对比试件进行检测时，人工缺陷以最大信躁比被检出时滤波器的中心频率和频带宽度的设定。133ppt课件4相位的设定5滤波器的设定133ppt课件6抑制器的设定是指从显示或记录仪器中消除低电平噪声的调节。7其他附加装置的调节记录仪、缺陷标志器、磁饱和装置134ppt课件6抑制器的设定134ppt课件四检测结果及其处理1检测结果的再检测当检测的准备工作就绪，检测条件选择合适之后，便可以对试件做正式检测，然后对检测结果进行分析、处理。2退磁试件在检测中如果经过磁饱和处理，是否退磁需根据情况决定。135ppt课件四检测结果及其处理2退磁135ppt课件必须进行退磁的几种情况：剩磁在试件的后续加工中，有带来不良影响的可能性试件是用于摩擦部位或接近摩擦部位的产品时剩磁将影响后续的试验和计量仪器工作时136ppt课件必须进行退磁的几种情况：136ppt课件3标记与记录标记：根据检测结果，必须将各类试件分别涂上代表不同意义的各种字符标记。记录：检测结束后，需要根据检测要求记录的内容。137ppt课件3标记与记录137ppt课件记录的内容：△检测日期；△检测名称；△试件的型号、规格、尺寸及数量等；△仪器的型号、线圈的形式；△检测条件；138ppt课件记录的内容：138ppt课件△验收标准和对比试件编号、标准伤的形式和尺寸；△检测结果，包括各种数据、图表以及验收结论等；△有关人员签名：操作者、报告签发者、审核者等；△检测中出现的事故、异常现象等。139ppt课件△验收标准和对比试件编号、标准伤的形式和尺寸；139ppt课进行涡流检测的步骤：（探针式为例）摸清被检零件的裂纹规律如零件的材料组织与特性、结构形状、制造时的加工方法、装配位置、使用时间、受力状态、可能产生或经常产生裂纹的部位、裂纹的方向等。140ppt课件进行涡流检测的步骤：（探针式为例）摸清被检零件的裂纹规律如零参考试件的准备和制作最好采用报废的有自然缺陷（裂纹）的相同零件作为参考试件。也可用无自然裂纹的零件，在容易产生疲劳裂纹的部位用机械加工法，或腐蚀法，或电火花加工人工缺陷的参考试件。141ppt课件参考试件的准备和制作最好采用报废的有自然缺陷（裂纹）的相同零1所选择的涡流探头必须与所用的探针式涡流探伤仪相匹配。所选择的涡流探头一定要有足够高的检测灵敏度。所选择的涡流探头一定要便于接近被检区域。涡流探头的选择142ppt课件1所选择的涡流探头必须与所用的探针式涡流探伤仪相匹配。涡几种通用形式的探针式涡流探头143ppt课件几种通用形式的探针式涡流探头143ppt课件正确标定仪器检测“灵敏度”的选择“提离”旋钮的调整“零位”旋钮的调整144ppt课件正确标定仪器检测“灵敏度”的选择144ppt课件严格执行涡流检测工艺涡流检测时，探头移动的扫描速度不宜太快。探头两次间的扫描距离不宜过大。对探头施加的压力不宜大，但要均匀，只要轻轻接触零件表面即可。探头在扫描过程中，尽可能保持探头磁芯轴线与被检零件表面相垂直。145ppt课件严格执行涡流检测工艺涡流检测时，探头移动的扫描速度不宜太快。裂纹信号的识别1干扰信号的种类被检零件材料不均匀所产生的干扰信号146ppt课件裂纹信号的识别1干扰信号的种类146ppt课件探头与被检零件相对位置的变化所引起的干扰信号147ppt课件探头与被检零件相对位置的变化所引起的干扰信号147ppt课件受检区域的形状发生变化所引起的干扰信号148ppt课件受检区域的形状发生变化所引起的干扰信号148ppt课件对非磁性材料零件进行涡流检测中探头接近磁性材料零件时引起的干扰信号149ppt课件对非磁性材料零件进行涡流检测中探头接近磁性材料零件时引起的干2裂纹信号的识别当探头在受检部位扫描移动时，如果仪器的电表指针发生较小的、缓慢的正偏转，一般都属于材料不均匀所引起的干扰信号，而不是裂纹等缺陷信号当探头在受检区域扫描移动时，如仪器的电表指针在受检区发生大面积报警现象，通常不是裂纹信号，多属仪器“零位”旋钮定的太高150ppt课件2裂纹信号的识别150ppt课件当探头从零件的中间部位移动到零件的边缘时，仪器所发生的报警现象，是由于边缘效应所致，一般不是裂纹信号当探头扫描移动到局部漆层脱落处，仪器所发出的报警现象，属间隙效应引起，一般不是裂纹信号151ppt课件当探头从零件的中间部位移动到零件的边缘时，仪器所发生的报警现当探头移动到受检部位的形状，或曲率发生变化的区域时，发出的报警现象，一般不是裂纹信号在对非磁性材料进行涡流检测过程中，如探头移动到磁性材料附近，仪器所发生的报警现象，一般不是裂纹信号152ppt课件当探头移动到受检部位的形状，或曲率发生变化的区域时，发出的报当探头垂直于裂纹的方向扫描移动时，如果仪器的电表指针发生突然的正偏转，且探头移动少许，电表指针又立即恢复原位，这种突变信号属裂纹信号，表明探头下面有裂纹存在。当探头平行于裂纹方向的扫描移动过程中，当探头移动到某一点时，仪器发生突然的正偏转，其后探头虽继续移动但电表的示值不变，只有探头移动到另一点后，电表指针才恢复原位。这种信号也属于裂纹信号，表明在上述两点之间有裂纹存在153ppt课件当探头垂直于裂纹的方向扫描移动时，如果仪器的电表指针发生突然涡流检测涡流检测的物理基础一涡流检测的原理当载有交变电流的检测线圈靠近导电试件时，由于线圈磁场的作用，试件会感生出涡流。涡流大小、相位及流动性是受到试件导电性能等的影响，涡流的反作用又使检测线圈的阻抗发生变化。因此通过测定检测线圈阻抗的变化，或线圈上感应电压的变化，就可以得到被检材料有无缺陷。

154ppt课件涡流检测涡流检测的物理基础一涡流检测的原理1ppt课件155ppt课件2ppt课件线圈交变电流（一次电流）激励的磁场是交变的，那么涡流也是交变的。这个交变的涡流会在周围空间形成交变磁场并在线圈中感应电动势。线圈中的磁场就是一次电流和涡流共同感生的合成磁场。合成磁场中包含了金属工件的电导率、磁导率、裂纹缺陷等信息。156ppt课件线圈交变电流（一次电流）激励的磁场是交变的，那么涡流也是交变优点：（1）不需耦合剂，与试件可接触也可不接触。（2）对管、棒、线材易于实现自动化。（3）能在高温、高速下进行检测。（4）能进行多种测量，并能对疲劳裂纹监控。（5）工艺简单、操作容易、检测速度快。二涡流检测的特点157ppt课件优点：二涡流检测的特点4ppt课件缺点：（1）只适合导电材料表面和近表面的检测。（2）难以判断缺陷的种类、形状和大小。（3）干扰因素较多，需要特殊的信号处理技术。（4）对形状复杂的试件难以进行检测。158ppt课件缺点：5ppt课件159ppt课件6ppt课件主要应用：（1）能检测出材料和构件中的缺陷，例如裂纹、折叠、气孔和夹杂等。（2）能测量材料的电导率、磁导率、检测晶粒度、热处理状况、材料的硬度和尺寸等。（3）金属材料或零件的混料分选。通过检查其成分、组织和物理性能的差异而达到分选的目的。160ppt课件主要应用：7ppt课件主要应用：（4）测量金属材料上的非金属涂层、铁磁性材料上的非铁磁性材料涂层和镀层的厚度等。（5）在无法进行直接测量的情况下，可用来测量金属箔、板材和管材的厚度，测量管材和棒材的直径等。161ppt课件主要应用：8ppt课件涡流检测的物理基础

如果电荷和电流随时间变化，电场和磁场发生相互作用：电流能够产生磁场，变化的磁场也能在导体中产生感应电动势和电流，这种现象叫做电磁感应。162ppt课件涡流检测的物理基础如果电荷和电流随时间变化，电1电磁感应定律楞次定律闭合回路中产生的感应电流有确定的方向，它总是企图使自己产生的通过回路面积的磁通量，去抵偿或反抗引起感应电流的磁通量的改变。楞次定律只确定了感应电动势和感应电流的方向，并没有确定感应电动势的大小。163ppt课件1电磁感应定律10ppt课件164ppt课件11ppt课件法拉第电磁感应定律不论任何原因使穿过线圈的磁通量发生变化时，在线圈里就产生感应电动势，感应电动势的大小和磁通量对时间的变化率的负值成正比。165ppt课件法拉第电磁感应定律12ppt课件如果线圈的电阻为R，则线圈里的感应电流为对于有n匝的串联线圈，在线圈中产生的总感应电动势为式中，k－比例常数，随单位制不同而异；－磁通量（Wb）；

t－时间（s）；－感应电动势（V）。负号表示感应电动势的方向总是企图反抗磁通的变化。

166ppt课件如果线圈的电阻为R，则线圈里的感应对于有n匝的串联线圈，在线2自感和互感自感：当电流通过回路时，变化的电流所产生的变化磁通也通过闭合回路。这样在回路中就激起感生电动势。这种由于回路中电流产生的磁通量变化，而在自己回路中激起感生电动势的现象称为自感现象，其感生电动势称为自感电动势。L－自感系数（H）167ppt课件2自感和互感L－自感系数（H）14ppt课件互感：两线圈回路1和回路2，其中分别通以电流I1和I2，则任一回路中电流所产生的磁感应线将通过另一回路所包围的面积。其中任一回路电流发生变化时，其磁通量的变化，在另一回路中会产生感生电动势。两个载流回路相互激起感生电动势的现象称为互感现象。168ppt课件互感：两线圈回路1和回路2，其中分别通以电流I1和I2，则任互感电动势、－互感系数（H）

169ppt课件互感、－互感系数（H）16ppt课件3涡流检测中的电磁感应交流电路中电压E与电流I之间关系为：式中，Z－线圈阻抗（）E－外接电源电压（V）170ppt课件3涡流检测中的电磁感应式中，Z－线圈阻抗（）E－外二涡流如把一块金属导体放在变化着的磁场中，由于金属导体会不断切割磁力线，从而在金属导体中产生感应电动势。同时，在导体内形成一个自成闭合回路，其形状象水中旋涡的电流，这个电流就叫做涡流或涡电流。又叫做付科（Foucault）电流。171ppt课件二涡流18ppt课件涡流的产生172ppt课件涡流的产生19ppt课件趋肤效应和渗透深度直流电在导体内流过时，它在导体横截面上的电流密度分布基本上是均匀的。但当交流电在导体中流动时，它在导体横截面上的电流分布很不均匀。表面层电流密度最大。越进入导体中心其电流分布随着距表面的深度增加而衰减，此现象即为交流电的趋肤效应。173ppt课件趋肤效应和渗透深度20ppt课件趋肤效应的大小以渗透深度来描述即电流密度减少到表面电流密度的时的深度。渗透深度与频率的平方根成反比。174ppt课件趋肤效应的大小以渗透深度来描述即电流密度减少到表面电流密度的涡流检测的试验基础

将两个线圈固定在一起。在线圈Ⅰ上输入交流电流，在线圈Ⅱ上接一个电压表，同时把这两个线圈放在金属块上面。175ppt课件涡流检测的试验基础将两个线圈固定在一起。在线圈Ⅰ上

线圈Ⅰ将激励出一个交变磁场。如果线圈Ⅰ、线圈Ⅱ和金属块靠的很近，以至于线圈Ⅰ所激励的磁场对线圈Ⅱ和金属块都有感应，那么在金属块中就会产生出涡流，而线圈Ⅱ中的电压表也相应地有一个读数。线圈Ⅰ是供激励磁场用的称为激励线圈；而线圈Ⅱ是供测量用的称为测试线圈。176ppt课件线圈Ⅰ将激励出一个交变磁场。如果线圈Ⅰ、线圈Ⅱ和金属结论：电压表的读数会随金属材料的导电率或导磁率的变化而发生相应的改变。电压表的读数会随金属材料的尺寸或厚度的变化而发生相应的改变。电压表的读数会随线圈与金属材料之间的距离的变化而发生相应的改变。177ppt课件结论：24ppt课件涡流检测中的几种效应电压表读数随金属材料导电率或导磁率的变化而发生相应改变的现象，在涡流检测中我们称为导电率效应或导磁率效应。应用这个效应我们就可以用涡流法来测定各种金属材料的导电率或导磁率，也可以应用这个效应来进行金属材料的分选。178ppt课件涡流检测中的几种效应电压表读数随金属材料导电率或导磁率的变化电压表读数随金属材料的尺寸或厚度的变化而改变的现象，在涡流检测中我们称为尺寸效应。应用这个效应我们就可以用涡流检测法来测定金属薄板的厚度，以及测定金属棒材的直径。179ppt课件电压表读数随金属材料的尺寸或厚度的变化而改变的现象，在涡流检电压表读数随线圈与金属块之间距离的变化而改变的现象，在涡流检测中我们称为“提离”效应。应用这个效应，我们就可以用涡流检测法来测定金属材料表面上的绝缘层的厚度。180ppt课件电压表读数随线圈与金属块之间距离的变化而改变的现象，在涡流检涡流探伤法主要是用于检查金属表面或近表面上的裂纹等缺陷。由于被检零件一旦发生了裂纹等缺陷，那么在零件的缺陷处不仅导电率或磁导率发生了变化，而且零件的尺寸也发生了相应的变化。所以涡流探伤法既应用了导电率或导磁率效应，也应用了尺寸效应。181ppt课件涡流探伤法主要是用于检查金属表面或近表面上的裂纹等缺陷。由于第三节涡流阻抗分析法

阻抗分析法是以分析涡流效应引起线圈阻抗的变化及其相位变化之间的密切关系为基础，从而鉴别各影响因素效应的一种分析方法。

电压的变化和阻抗的变化之间有着相似的规律。在涡流检测中为了确定受检试件性能影响而产生的涡流的变化，可以用检测线圈的电压效应来测定，也可以用检测线圈的阻抗变化来测定。182ppt课件第三节涡流阻抗分析法阻抗分析法是以分析涡流效应引一线圈的阻抗和阻抗归一化1线圈的阻抗用检测线圈的阻抗变化来测定受检试件性能影响而产生的涡流的变化。线圈自身的阻抗一个线圈并不是一个纯电感，而是需用电阻、电感、电容组合而成的等效电路来表示。183ppt课件一线圈的阻抗和阻抗归一化线圈自身的阻抗30ppt课件线圈的等效电路线圈自身的复阻抗：184ppt课件线圈的等效电路线圈自身的复阻抗：31ppt课件耦合线圈的阻抗表示检测线圈的自阻抗，即线圈空载阻抗，为空载的感抗。表示涡流环的自阻抗，为涡流环的感抗。表示检测线圈与涡流环的耦合阻抗，称为耦合电抗。185ppt课件耦合线圈的阻抗表示检测线圈的自阻抗，即线圈空载阻抗，为空载的反射阻抗与视在阻抗反射阻抗：表示被测导体上的涡流场对检测线圈的影响。视在阻抗：检测线圈的视在阻抗是自阻抗与反射阻抗之和。186ppt课件反射阻抗与视在阻抗反射阻抗：表示被测导体上的涡流场对检测线圈2阻抗图视在电抗视在电阻187ppt课件2阻抗图视在电抗视在电阻34ppt课件3阻抗的归一化

经过归一化处理后的电阻和电抗都是无量纲的量，并且都恒小于1。188ppt课件3阻抗的归一化经过归一化处理后的电阻和电抗都是无量归一化阻抗图的特点：

（1）它消除了原边线圈电阻和电感的影响，具有通用性。（2）阻抗图的曲线簇以一系列影响阻抗的因素作为参量。（3）阻抗图形定量地表示出各影响阻抗因素的效应大小和方向。（4）对于各种类型的工件和检测线圈，有各自对应的阻抗图。189ppt课件归一化阻抗图的特点：36ppt课件二有效磁导率和特征频率1有效磁导率190ppt课件二有效磁导率和特征频率1有效磁导率37ppt课件式中－交变磁场H0的角频率；－圆柱体试件的磁导率；－圆柱体试件的电导率；－零阶贝赛尔函数；－一阶贝赛尔函数；－贝赛尔函数的变量。－圆柱体试件的半径；191ppt课件式中－交变磁场H0的角频率；－圆柱体试件的磁导率；－圆柱体试2特征频率特征频率是工件的固有特性，取决于工件的电磁特性的几何尺寸。

有效磁导率中贝赛尔函数的虚部的模为1对应的频率称为特征频率：－电导率（S/m）－相对磁导率（H/m）－半径（m）192ppt课件2特征频率有效磁导率中贝赛尔函数的虚部的模为1对应

常用工程单位制中，非铁磁性材料的特征频率：－电导率，－直径，涡流检测中，一般来说，试验频率f总是大于材料特征频率fg的。193ppt课件常用工程单位制中，非铁磁性材料的特征频率：－电导率，求特征频率的诺模图194ppt课件求特征频率的诺模图41ppt课件在一定频率比时，被检测的圆柱体不论直径大小，其涡流密度和场强的几何分布均相似，也就是两个大小不同的被检物体，如果频率比相同，则有效磁导率及圆柱体内的涡流场强和涡流密度的几何分布也相同。这就是涡流试验的相似定律。其相似条件为：195ppt课件在一定频率比时，被检测的圆柱体不论直径大小，其涡流密度和场四复阻抗平面图1线圈的感应电动势与阻抗螺线管空载时，单位长度上的阻抗为：单位长度上的归一化阻抗为：196ppt课件四复阻抗平面图1线圈的感应电动势与阻抗螺线管空载时，单位2复阻抗（复电压）平面图时，有197ppt课件2复阻抗（复电压）平面图时，有44ppt课件如果通过匝数为N检测线圈（次级线圈）与激励线圈（初级线圈）的磁通相同，则检测线圈的感应电压为：－激励频率（Hz）－检测线圈匝数－检测线圈直径（cm）－激励磁场强度（A/m）198ppt课件如果通过匝数为N检测线圈（次级线圈）与激励线圈（初级线圈）的五含圆柱体穿过式线圈的阻抗分析线圈归一化的阻抗（简称线圈阻抗）或复电压可以表示为一个特性函数：特性函数反映了线圈阻抗（或复电压）受试件的影响，因而取决于试件的性质，即包括了试件中各种对线圈阻抗有影响的基本因素。199ppt课件五含圆柱体穿过式线圈的阻抗分析线圈归一化的阻抗（简称线圈阻线圈阻抗的主要影响因素：

电导率

磁导率

试件的几何尺寸

缺陷

试验频率200ppt课件线圈阻抗的主要影响因素：电导率磁导率试件的几何尺寸

放置式涡流探头根据用途、结构和形状的不同，有各种类型和名称，如大饼式探头、平面探头、弹簧探头、笔式探头等。六放置式探头阻抗分析1影响阻抗变化的主要参数△工件电导率对阻抗图的影响：随着电阻率的增加，阻抗值沿着阻抗曲线向上移动。201ppt课件放置式涡流探头根据用途、结构和形状的不同，有各种类型△提离效应对阻抗图的影响：应用点式线圈检测时，线圈与工件之间的距离变化，会引起检测线圈阻抗变化，这种距离影响称为提离效应。小的提离会产生大的阻抗变化。△磁导率对阻抗图的影响：非铁磁性材料相对磁导率接近于1为一常数，不影响阻抗。但铁磁性材料的相对磁导率远大于1，对阻抗影响显著。202ppt课件△提离效应对阻抗图的影响：应用点式线圈检测时，线圈与工件之间△试验频率对阻抗的影响：频率和电导率效应在阻抗图上的影响是一致的。频率比一般取203ppt课件△试验频率对阻抗的影响：频率和电导率效应在阻抗图上的影响是一△工件厚度对阻抗图的影响：当工件变薄时，线圈电阻分量增加，电抗分量也增加，阻抗值沿着曲线向上移动。说明任何引起涡流流动电阻增加的因素，将使得阻抗值沿着阻抗曲线向上移动，直到探头阻抗趋向于线圈在空气中的阻抗，即204ppt课件△工件厚度对阻抗图的影响：当工件变薄时，线圈电阻分量增加，电△探头直径对阻抗图的影响：线圈直径增加，阻抗值沿着曲线向下移动，类似于频率的增加。这是由于线圈直径增加，增加了工件中的磁通密度，也增大了涡流值，这相当于电阻率的减小。205ppt课件△探头直径对阻抗图的影响：线圈直径增加，阻抗值沿着曲线向下移2实验阻抗图和计算机模拟阻抗图的比较用计算机模拟计算作出的阻抗图，可通过实验进行校正。实线表示频率不变，探头从不同材料的表面提离到无穷远处所得到的电压轨迹。虚线连接各实线的端点，表示电阻率变化的曲线和前面所述曲线比较相似。206ppt课件2实验阻抗图和计算机模拟阻抗图的比较实线表示频率不变，探头3特征参数

将频率、探头直径和工件参数结合在一起以构成一个特征参数：－线圈的平均半径

－角频率

－相对磁导率

－电导率

207ppt课件3特征参数将频率、探头直径和工件参数结合在一起以构4相位208ppt课件4相位55ppt课件（1）电压矢量和横轴之间的夹角。（2）当探头移过缺陷时，归一化电压量的相位变化。

（3）感应电压和激励电压之间的相位。

（4）当探头移过缺陷时，感应电压的相位变化。

（5）缺陷和提离电压信号之间的相位差。

（6）涡流的相位滞后，即深度为X处的涡流相位和表面涡流相位差

（7）相位旋钮，可将整个阻抗平面进行旋转。

（8）在电感电压和电流之间的相位，

209ppt课件（1）电压矢量和横轴之间的夹角。（2）当探头移过缺陷时，归第四节涡流检测设备涡流检测设备的发展：第一代：以分立元件为主构成的涡流仪，它仅显示相关信号的一维信息。第二代：以电脑为主体的、采用涡流阻抗平面分析技术的多功能涡流仪，它能把涡流信号的幅度、相位信息实时显示在屏幕上，并具有分析、储存、打印等功能。210ppt课件第四节涡流检测设备涡流检测设备的发展：57ppt课件第三代：以多频涡流技术为基础的智能化仪器，它除有第二代涡流仪的所有性能外，能在检测过程中抑制某些干扰噪声，提高检测的可靠性并拓宽其应用范围。第四代：数字电子技术、频谱分析技术及图像处理技术有机结合的一种智能多频涡流仪器。211ppt课件第三代：以多频涡流技术为基础的智能化仪器，它除有第二代涡流仪一涡流传感器涡流传感器、涡流探头、涡流检测线圈几种线圈形式的示意图212ppt课件一涡流传感器几种线圈形式的示意图59ppt课件1基本结构：由激励绕组、检测绕组及其支架和外壳组成。有些还有磁芯、磁饱和器件等。EEC-37RFT213ppt课件1基本结构：EEC-37RFT60ppt课件

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2功能：214ppt课件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3涡流传感器的分类按检测线圈输出信号的不同分类参量式线圈(自感式线圈)：输出的信号是线圈阻抗的变化。变压器式线圈(互感式线圈)：输出线圈上的感应电压信号。215ppt课件3涡流传感器的分类按检测线圈输出信号的不同分类参量式线圈按检测线圈和工件的相对位置分类外穿过式线圈内通过式线圈放置式(点式)线圈216ppt课件按检测线圈和工件的相对位置分类外穿过式线圈63ppt课件按线圈的绕制方式分类

绝对式：只有一个检测线圈工作的方式。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，根据有无输出来判别。优点：对材料性能或形状的突变或缓慢变化均能作出反应；混合信号较易区分出来；能显示缺陷的整个长度。缺点：温度不稳定时易发生漂移；对探头的颤动比差动式敏感。217ppt课件按线圈的绕制方式分类绝对式：只有一个检测线圈工作的方式。

差动式：使用两个线圈进行反接的方式。差动式按试件的放置形式不同又有标准比较式和自比较式两种。标准比较式自比较式218ppt课件差动式：使用两个线圈进行反接的方式。差动式按试件的放置形式标准比较式采用两个检测线圈反向联接成为差动形式，一个线圈中放置标准试件，另一