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1、第三章第三章 涡流检测技术涡流检测技术3.1 概概述述3.2 涡流检测基础知识涡流检测基础知识3.3 涡流检测仪器及设备涡流检测仪器及设备3.4 涡流检测方法涡流检测方法3.5 涡流检测诊断常用标准涡流检测诊断常用标准3.6 涡流检测技术应用涡流检测技术应用3.1 概概 述述n n3.1.1 涡流检测基本原理涡流检测基本原理n n3.1.2 涡流检测的应用涡流检测的应用 n n3.1.3 涡流检测的特点涡流检测的特点n n3.1.4 涡流检测的发展过程涡流检测的发展过程3.1.1 涡流检测基本原理涡流检测基本原理3.1.1 涡流检测基本原理涡流检测基本原理n n涡流检测涡流检测涡流检测涡流检测
2、n n利用电磁感应原理，通过测定被检工件内感生涡流的变化来无损评定利用电磁感应原理，通过测定被检工件内感生涡流的变化来无损评定利用电磁感应原理，通过测定被检工件内感生涡流的变化来无损评定利用电磁感应原理，通过测定被检工件内感生涡流的变化来无损评定导电材料及其工件的某些性能，或发现缺陷的无损检测方法称为涡流导电材料及其工件的某些性能，或发现缺陷的无损检测方法称为涡流导电材料及其工件的某些性能，或发现缺陷的无损检测方法称为涡流导电材料及其工件的某些性能，或发现缺陷的无损检测方法称为涡流检测。检测。检测。检测。n n涡流涡流涡流涡流n n当检测线圈中通有交变电流时，在线圈周围产生交变磁场；当此交变当
3、检测线圈中通有交变电流时，在线圈周围产生交变磁场；当此交变当检测线圈中通有交变电流时，在线圈周围产生交变磁场；当此交变当检测线圈中通有交变电流时，在线圈周围产生交变磁场；当此交变磁场相对导体作运动时，导体中会感生出涡状流动的电流。磁场相对导体作运动时，导体中会感生出涡状流动的电流。磁场相对导体作运动时，导体中会感生出涡状流动的电流。磁场相对导体作运动时，导体中会感生出涡状流动的电流。n n原理原理原理原理n n涡流伴生的感应磁场与原磁场叠加，使检测线圈的复阻抗发生变化。涡流伴生的感应磁场与原磁场叠加，使检测线圈的复阻抗发生变化。涡流伴生的感应磁场与原磁场叠加，使检测线圈的复阻抗发生变化。涡流伴
4、生的感应磁场与原磁场叠加，使检测线圈的复阻抗发生变化。n n导体内感生涡流的幅值、相位、流动形式及其伴生磁场受导体的物理导体内感生涡流的幅值、相位、流动形式及其伴生磁场受导体的物理导体内感生涡流的幅值、相位、流动形式及其伴生磁场受导体的物理导体内感生涡流的幅值、相位、流动形式及其伴生磁场受导体的物理特性影响，进而影响检测线圈的复阻抗。特性影响，进而影响检测线圈的复阻抗。特性影响，进而影响检测线圈的复阻抗。特性影响，进而影响检测线圈的复阻抗。n n因此通过监测检测线圈的阻抗变化即可非破坏地评价导体的物理和工因此通过监测检测线圈的阻抗变化即可非破坏地评价导体的物理和工因此通过监测检测线圈的阻抗变化
5、即可非破坏地评价导体的物理和工因此通过监测检测线圈的阻抗变化即可非破坏地评价导体的物理和工艺性能。艺性能。艺性能。艺性能。3.1.2 涡流检测的应用涡流检测的应用3.1.2 涡流检测的特点涡流检测的特点n n表面或近表面缺陷检测表面或近表面缺陷检测表面或近表面缺陷检测表面或近表面缺陷检测n n只适用于导电材料只适用于导电材料只适用于导电材料只适用于导电材料n n非接触，无需耦合非接触，无需耦合非接触，无需耦合非接触，无需耦合n n检测速度快，易于实现自动化检测速度快，易于实现自动化检测速度快，易于实现自动化检测速度快，易于实现自动化n n适用于高温检测适用于高温检测适用于高温检测适用于高温检测
6、n n适用于异型材料和小零件检测适用于异型材料和小零件检测适用于异型材料和小零件检测适用于异型材料和小零件检测3.1.3 涡流检测的发展过程涡流检测的发展过程n n18791879年，英国人休斯利用感生涡流对不同的合金进行了判年，英国人休斯利用感生涡流对不同的合金进行了判年，英国人休斯利用感生涡流对不同的合金进行了判年，英国人休斯利用感生涡流对不同的合金进行了判断实验。断实验。断实验。断实验。n n2020世纪世纪世纪世纪5050年代初，德国的福斯特等人提出阻抗平面图分析年代初，德国的福斯特等人提出阻抗平面图分析年代初，德国的福斯特等人提出阻抗平面图分析年代初，德国的福斯特等人提出阻抗平面图分
7、析法和相似定律。法和相似定律。法和相似定律。法和相似定律。n n涡流仪器的发展经历了三代。涡流仪器的发展经历了三代。涡流仪器的发展经历了三代。涡流仪器的发展经历了三代。n n第一代模拟类机器第一代模拟类机器第一代模拟类机器第一代模拟类机器n n第二代数字式仪器第二代数字式仪器第二代数字式仪器第二代数字式仪器n n第三代智能仪器第三代智能仪器第三代智能仪器第三代智能仪器n n当前涡流检测技术的研究方向：当前涡流检测技术的研究方向：当前涡流检测技术的研究方向：当前涡流检测技术的研究方向：n n1 1多频涡流检测技术多频涡流检测技术多频涡流检测技术多频涡流检测技术n n2 2远场涡流技术：低频远场涡
8、流技术：低频远场涡流技术：低频远场涡流技术：低频n n3 3深层涡流技术：低频涡流和多频涡流技术的综合深层涡流技术：低频涡流和多频涡流技术的综合深层涡流技术：低频涡流和多频涡流技术的综合深层涡流技术：低频涡流和多频涡流技术的综合n n4 4磁光涡流成像技术磁光涡流成像技术磁光涡流成像技术磁光涡流成像技术3.2 涡流检测基础知识涡流检测基础知识n n3.2.1 与涡流检测相关的电学与涡流检测相关的电学和磁学基本知识和磁学基本知识n n3.2.2 涡流检测技术原理涡流检测技术原理3.2.1 与涡流检测相关的电学和磁学基本知识与涡流检测相关的电学和磁学基本知识n n3.2.1.1 3.2.1.1 金
9、属的导电性金属的导电性金属的导电性金属的导电性n n3.2.1.2 3.2.1.2 金属的磁特性金属的磁特性金属的磁特性金属的磁特性n n3.2.1.3 3.2.1.3 电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应3.2.1.2 金属的磁特性金属的磁特性n n磁化：磁化：磁化：磁化：n n物质在外磁场作用下感生出磁场的物理过程称为磁化。物质在外磁场作用下感生出磁场的物理过程称为磁化。物质在外磁场作用下感生出磁场的物理过程称为磁化。物质在外磁场作用下感生出磁场的物理过程称为磁化。n n顺磁质：顺磁质：顺磁质：顺磁质：n n感生磁场微弱、与外磁场方向相同的物质，如铝。感生磁场微弱、与外磁场方向相同的物质，如铝
10、。感生磁场微弱、与外磁场方向相同的物质，如铝。感生磁场微弱、与外磁场方向相同的物质，如铝。n n逆磁质：逆磁质：逆磁质：逆磁质：n n感生磁场微弱、与外磁场方向相反的物质，如铜。感生磁场微弱、与外磁场方向相反的物质，如铜。感生磁场微弱、与外磁场方向相反的物质，如铜。感生磁场微弱、与外磁场方向相反的物质，如铜。n n铁磁质铁磁质铁磁质铁磁质：n n感生磁场强的物质，如铁，钴、镍及其合金。感生磁场强的物质，如铁，钴、镍及其合金。感生磁场强的物质，如铁，钴、镍及其合金。感生磁场强的物质，如铁，钴、镍及其合金。n n磁导率：磁导率：磁导率：磁导率：相对磁导率相对磁导率相对磁导率相对磁导率：3.2.1.
11、3 电磁感应电磁感应n n1 1电磁感应：电磁感应：电磁感应：电磁感应：n n当穿过闭合导电回路所包围面积的磁通量发生变化时，回路中将产生当穿过闭合导电回路所包围面积的磁通量发生变化时，回路中将产生当穿过闭合导电回路所包围面积的磁通量发生变化时，回路中将产生当穿过闭合导电回路所包围面积的磁通量发生变化时，回路中将产生电流的现象。电流的现象。电流的现象。电流的现象。n n法拉第感应定律法拉第感应定律法拉第感应定律法拉第感应定律 感应电动势感应电动势感应电动势感应电动势n n2. 2. 自感应：自感应：自感应：自感应：n n当线圈中通有交变电流时，当线圈中通有交变电流时，当线圈中通有交变电流时，当
12、线圈中通有交变电流时，线圈中将产生感应电动势的现象。线圈中将产生感应电动势的现象。线圈中将产生感应电动势的现象。线圈中将产生感应电动势的现象。n n3. 3. 互感应：互感应：互感应：互感应：n n两载流线圈相互激起感应电动势的现象两载流线圈相互激起感应电动势的现象两载流线圈相互激起感应电动势的现象两载流线圈相互激起感应电动势的现象3.2.2 涡流检测技术原理涡流检测技术原理n n3.2.2.1 涡流检测原理涡流检测原理n n3.2.2.2 趋肤效应和渗透深度趋肤效应和渗透深度n n3.2.2.3 涡流检测线圈的阻抗分析涡流检测线圈的阻抗分析n n3.2.2.4 特征频率和有效磁导率特征频率和
13、有效磁导率n n3.2.2.5 涡流检测相似定律涡流检测相似定律3.2.2.1 涡流检测原理涡流检测原理n n试件表面缺陷影响涡流试件表面缺陷影响涡流试件表面缺陷影响涡流试件表面缺陷影响涡流n n涡流变化导致检测线圈涡流变化导致检测线圈涡流变化导致检测线圈涡流变化导致检测线圈阻抗变化阻抗变化阻抗变化阻抗变化n n通过测量线圈阻抗变化，检测缺陷。通过测量线圈阻抗变化，检测缺陷。通过测量线圈阻抗变化，检测缺陷。通过测量线圈阻抗变化，检测缺陷。n n趋肤效应：趋肤效应：趋肤效应：趋肤效应：n n涡流集中在靠近激励线圈的材料表面附近涡流集中在靠近激励线圈的材料表面附近涡流集中在靠近激励线圈的材料表面附
14、近涡流集中在靠近激励线圈的材料表面附近n n交变电流激励磁场强度及涡流密度，交变电流激励磁场强度及涡流密度，交变电流激励磁场强度及涡流密度，交变电流激励磁场强度及涡流密度，随着深度增加按指数分布规律递减；随着深度增加按指数分布规律递减；随着深度增加按指数分布规律递减；随着深度增加按指数分布规律递减；n n涡流的相位差随着深度增加成比例的增加。涡流的相位差随着深度增加成比例的增加。涡流的相位差随着深度增加成比例的增加。涡流的相位差随着深度增加成比例的增加。n n渗透深度：渗透深度：渗透深度：渗透深度：n n涡流密度衰减为其表面密度的涡流密度衰减为其表面密度的涡流密度衰减为其表面密度的涡流密度衰减
15、为其表面密度的 1/e (36.81/e (36.8) ) 时对应的深度时对应的深度时对应的深度时对应的深度n n渗透深度随被检材料的电导率、磁导率及激励频率的增大而减小。渗透深度随被检材料的电导率、磁导率及激励频率的增大而减小。渗透深度随被检材料的电导率、磁导率及激励频率的增大而减小。渗透深度随被检材料的电导率、磁导率及激励频率的增大而减小。n n涡流探伤能够达到的极限深度：涡流探伤能够达到的极限深度：涡流探伤能够达到的极限深度：涡流探伤能够达到的极限深度：n n涡流密度仅约为其表面密度的涡流密度仅约为其表面密度的涡流密度仅约为其表面密度的涡流密度仅约为其表面密度的5 5时的深度时的深度时的
16、深度时的深度 3 3 。3.2.2.2 趋肤效应和渗透深度趋肤效应和渗透深度3.2.2.2 趋肤效应和渗透深度趋肤效应和渗透深度DepthEddy Current DensityDepthEddy Current DensityLow FrequencyLow ConductivityLow PermeabilityHigh FrequencyHigh ConductivityHigh PermeabilityStandard Depthof Penetration(Skin Depth)1/e or 37 % of surface density3.2.2.3 涡流检测线圈的阻抗分析涡流检测
17、线圈的阻抗分析n n1单线圈的阻抗单线圈的阻抗n n2耦合线圈的阻抗耦合线圈的阻抗n n3阻抗平面图阻抗平面图1单线圈的阻抗单线圈的阻抗2耦合线圈的阻抗耦合线圈的阻抗Z 初级线圈的视在阻抗初级线圈的视在阻抗Ze次级线圈对初级线圈作用的等效阻抗次级线圈对初级线圈作用的等效阻抗Z=Z0+Ze3阻抗平面图阻抗平面图A点点B点点3阻抗平面图阻抗平面图3阻抗平面图阻抗平面图3.2.2.4 有效磁导率和特征频率有效磁导率和特征频率n n有效磁导率：有效磁导率：有效磁导率：有效磁导率：为简化阻抗分析，假定磁场不变磁导率变化，为简化阻抗分析，假定磁场不变磁导率变化，为简化阻抗分析，假定磁场不变磁导率变化，为简
18、化阻抗分析，假定磁场不变磁导率变化，称为有效磁导率，事实上磁导率不变磁场变化称为有效磁导率，事实上磁导率不变磁场变化称为有效磁导率，事实上磁导率不变磁场变化称为有效磁导率，事实上磁导率不变磁场变化n n无限长螺线管，内置导电圆柱体，非铁磁性材料时：无限长螺线管，内置导电圆柱体，非铁磁性材料时：无限长螺线管，内置导电圆柱体，非铁磁性材料时：无限长螺线管，内置导电圆柱体，非铁磁性材料时：n n特征频率：使贝塞尔函数变量特征频率：使贝塞尔函数变量特征频率：使贝塞尔函数变量特征频率：使贝塞尔函数变量 的模为的模为的模为的模为1 1的频率，是工件的频率，是工件的频率，是工件的频率，是工件的固有特性，取决
19、于工件的电磁特性和几何尺寸。的固有特性，取决于工件的电磁特性和几何尺寸。的固有特性，取决于工件的电磁特性和几何尺寸。的固有特性，取决于工件的电磁特性和几何尺寸。3.2.2.4 有效磁导率和特征频率有效磁导率和特征频率3.2.2.5 涡流检测相似定律涡流检测相似定律n n相似定律：相似定律：相似定律：相似定律：n n频率比频率比频率比频率比 f/ff/ff/ff/fg g g g 相同时，不同试件的有效相同时，不同试件的有效相同时，不同试件的有效相同时，不同试件的有效磁导率、涡流密度和磁感应强度的几何磁导率、涡流密度和磁感应强度的几何磁导率、涡流密度和磁感应强度的几何磁导率、涡流密度和磁感应强度
20、的几何分布均相似。分布均相似。分布均相似。分布均相似。n n导体内部的涡流分布、磁场分布随导体内部的涡流分布、磁场分布随导体内部的涡流分布、磁场分布随导体内部的涡流分布、磁场分布随 f/ff/ff/ff/fg g g g 变化。变化。变化。变化。n n只要频率比相同，几何相似的不连续性只要频率比相同，几何相似的不连续性只要频率比相同，几何相似的不连续性只要频率比相同，几何相似的不连续性缺陷缺陷缺陷缺陷( ( ( (例如以圆柱体直径的百分率表示例如以圆柱体直径的百分率表示例如以圆柱体直径的百分率表示例如以圆柱体直径的百分率表示的一定深度和宽度的裂纹的一定深度和宽度的裂纹的一定深度和宽度的裂纹的一
21、定深度和宽度的裂纹) ) ) )将引起相同将引起相同将引起相同将引起相同的涡流效应和相同的有效磁导率变化。的涡流效应和相同的有效磁导率变化。的涡流效应和相同的有效磁导率变化。的涡流效应和相同的有效磁导率变化。相似条件：相似条件： 模型试验的理论基础模型试验的理论基础3.2.2.6 填充系数填充系数n n填充系数填充系数填充系数填充系数线圈归一化视在阻抗：线圈归一化视在阻抗： d-工件直径工件直径D-线圈直径线圈直径3.2.2.7 影响线圈阻抗的因素影响线圈阻抗的因素n n电导率电导率电导率电导率s s s s的影响：的影响：的影响：的影响： 沿阻抗曲线切线变沿阻抗曲线切线变沿阻抗曲线切线变沿阻
22、抗曲线切线变 材质识别，硬度、应力、微结构检测材质识别，硬度、应力、微结构检测材质识别，硬度、应力、微结构检测材质识别，硬度、应力、微结构检测n n相对磁导率相对磁导率相对磁导率相对磁导率m m m mr r的影响的影响的影响的影响 沿阻抗曲线切线变沿阻抗曲线切线变沿阻抗曲线切线变沿阻抗曲线切线变n n几何尺寸几何尺寸几何尺寸几何尺寸d d的影响的影响的影响的影响 切线、径向同时变切线、径向同时变切线、径向同时变切线、径向同时变n n检测频率的影响检测频率的影响检测频率的影响检测频率的影响 沿阻抗曲线切线变沿阻抗曲线切线变沿阻抗曲线切线变沿阻抗曲线切线变3.3 涡流检测仪器及设备涡流检测仪器及
23、设备n n3.3.1 涡流检测仪涡流检测仪n n3.3.2 涡流检测探头涡流检测探头(检测线圈检测线圈)n n3.3.3 对比试样对比试样3.3 涡流检测仪器及设备涡流检测仪器及设备3.3.1 涡流检测仪涡流检测仪n n功能：功能：功能：功能：n n产生激励信号；产生激励信号；产生激励信号；产生激励信号；n n检测涡流信息；检测涡流信息；检测涡流信息；检测涡流信息；n n鉴别影响因素；鉴别影响因素；鉴别影响因素；鉴别影响因素；n n指示检测结果。指示检测结果。指示检测结果。指示检测结果。n n组成组成组成组成（基本电路）（基本电路）（基本电路）（基本电路）n n振荡器振荡器振荡器振荡器n n信
24、号检出电路信号检出电路信号检出电路信号检出电路n n放大器放大器放大器放大器n n信号处理电路信号处理电路信号处理电路信号处理电路n n显示器和电源电路显示器和电源电路显示器和电源电路显示器和电源电路 3.3.1 涡流检测仪涡流检测仪n n1 1 1 1 振荡器振荡器振荡器振荡器n n高频振荡频率为高频振荡频率为高频振荡频率为高频振荡频率为2MHz2MHz2MHz2MHz一一一一6MHz6MHz6MHz6MHz，适合于检测表面裂纹；，适合于检测表面裂纹；，适合于检测表面裂纹；，适合于检测表面裂纹；n n低频振荡频率为低频振荡频率为低频振荡频率为低频振荡频率为50kHz50kHz50kHz50k
25、Hz100kHz100kHz100kHz100kHz，穿透深度较大，适合于，穿透深度较大，适合于，穿透深度较大，适合于，穿透深度较大，适合于检测表面下缺陷和多层结构中第二层材质中的缺陷。检测表面下缺陷和多层结构中第二层材质中的缺陷。检测表面下缺陷和多层结构中第二层材质中的缺陷。检测表面下缺陷和多层结构中第二层材质中的缺陷。n nLCLCLCLC振荡器：起振容易、调整频率方便，振幅大、频率稳定振荡器：起振容易、调整频率方便，振幅大、频率稳定振荡器：起振容易、调整频率方便，振幅大、频率稳定振荡器：起振容易、调整频率方便，振幅大、频率稳定n n2 2 2 2 放大器放大器放大器放大器n n要求：低噪
26、声、宽动态范围和低失真要求：低噪声、宽动态范围和低失真要求：低噪声、宽动态范围和低失真要求：低噪声、宽动态范围和低失真n n3 3 3 3 抑止电路：抑止电路：抑止电路：抑止电路：通过信号叠加和平均消除干扰通过信号叠加和平均消除干扰通过信号叠加和平均消除干扰通过信号叠加和平均消除干扰n n4 4 4 4 检出电路：检出电路：检出电路：检出电路：幅度探测器、相位探测器幅度探测器、相位探测器幅度探测器、相位探测器幅度探测器、相位探测器n n5 5 5 5 显示：显示：显示：显示：电流表显示、阻抗图显示、计算机数字处理和显示电流表显示、阻抗图显示、计算机数字处理和显示电流表显示、阻抗图显示、计算机数
27、字处理和显示电流表显示、阻抗图显示、计算机数字处理和显示 3.3.2 涡流检测探头涡流检测探头(检测线圈检测线圈)n n3.3.2.1 检测线圈的分类检测线圈的分类n n3.3.2.2 检测线圈的使用方式检测线圈的使用方式3.3.2.1 检测线圈的分类检测线圈的分类n n1 1 穿过式线圈：穿过式线圈：穿过式线圈：穿过式线圈： 小直径管材、棒材、线材等检测小直径管材、棒材、线材等检测小直径管材、棒材、线材等检测小直径管材、棒材、线材等检测n n2 2 内通过式线圈：内通过式线圈：内通过式线圈：内通过式线圈：管件、深孔、螺纹孔内壁表面检测。管件、深孔、螺纹孔内壁表面检测。管件、深孔、螺纹孔内壁表
28、面检测。管件、深孔、螺纹孔内壁表面检测。n n3 3 放置式线圈：放置式线圈：放置式线圈：放置式线圈：板材、带材和大直径管材、棒材的表面检测，板材、带材和大直径管材、棒材的表面检测，板材、带材和大直径管材、棒材的表面检测，板材、带材和大直径管材、棒材的表面检测，形状复杂的工件的特定区域局部检测。形状复杂的工件的特定区域局部检测。形状复杂的工件的特定区域局部检测。形状复杂的工件的特定区域局部检测。3.3.2.1 检测线圈的分类检测线圈的分类3.3.2.2 检测线圈的使用方式检测线圈的使用方式3.3.2.2 检测线圈的使用方式检测线圈的使用方式3.3.3 对比试样对比试样n n检测和鉴定涡流检测仪
29、的灵敏度、分辨力、端部检测和鉴定涡流检测仪的灵敏度、分辨力、端部检测和鉴定涡流检测仪的灵敏度、分辨力、端部检测和鉴定涡流检测仪的灵敏度、分辨力、端部不可检测长度等性能，用于：不可检测长度等性能，用于：不可检测长度等性能，用于：不可检测长度等性能，用于：n n选择检测条件选择检测条件选择检测条件选择检测条件n n调整检测仪器调整检测仪器调整检测仪器调整检测仪器n n定期检查仪器定期检查仪器定期检查仪器定期检查仪器n n作为整个仪器的标准当量作为整个仪器的标准当量作为整个仪器的标准当量作为整个仪器的标准当量Reference StandardsReference Standards (cont.)
30、In order to give the eddy current inspector useful data In order to give the eddy current inspector useful data while conducting an inspection, signals generated from the while conducting an inspection, signals generated from the test specimen must be compared with known values.test specimen must be
31、 compared with known values.Reference standards are typically manufactured from the Reference standards are typically manufactured from the same or very similar material as the test specimen.same or very similar material as the test specimen.Many different types of standards exist for due to the Man
32、y different types of standards exist for due to the variety of eddy current inspections performed.variety of eddy current inspections performed.The following slides provide examples of specific types of The following slides provide examples of specific types of standards.standards.Reference Standard
33、s (cont.)Material thickness standards used to help Material thickness standards used to help determine such things as material thinning caused determine such things as material thinning caused by corrosion or erosion.by corrosion or erosion.Reference Standards (cont.)Crack Standards:Crack Standards:
34、Reference Standards (cont.)ASME Tubing Pit Standard:ASME Tubing Pit Standard:Reference Standards (cont.)Nonconductive coating (paint) standard with various Nonconductive coating (paint) standard with various thickness of paint on aluminum substrate. thickness of paint on aluminum substrate. 3.4 涡流检测
35、方法涡流检测方法n n3.4.1 涡流检测一般操作步骤涡流检测一般操作步骤n n3.4.2 涡流检测的频率选择涡流检测的频率选择n n3.4.3 涡流检测信号分析涡流检测信号分析n n3.4.4 提离效应及其抑制提离效应及其抑制3.4.2 涡流检测的频率选择涡流检测的频率选择n n被检工件材料被检工件材料被检工件材料被检工件材料n n非磁性材料：高频，数千赫兹非磁性材料：高频，数千赫兹非磁性材料：高频，数千赫兹非磁性材料：高频，数千赫兹n n磁性材料：较低的频率磁性材料：较低的频率磁性材料：较低的频率磁性材料：较低的频率n n透入深度要求：透入深度要求：透入深度要求：透入深度要求：频率越低透入
36、深度越大频率越低透入深度越大频率越低透入深度越大频率越低透入深度越大n n灵敏度要求灵敏度要求灵敏度要求灵敏度要求( (分辨力分辨力分辨力分辨力) )：频率低灵敏度减小频率低灵敏度减小频率低灵敏度减小频率低灵敏度减小3.4.3 涡流检测信号分析涡流检测信号分析n n相位分析法相位分析法相位分析法相位分析法n n1 1 同步检波法同步检波法同步检波法同步检波法n n用于抑制直线状干扰电压的杂波用于抑制直线状干扰电压的杂波用于抑制直线状干扰电压的杂波用于抑制直线状干扰电压的杂波( (如棒材直径变化的干扰如棒材直径变化的干扰如棒材直径变化的干扰如棒材直径变化的干扰) )n n2 2 不平衡电桥法不平
37、衡电桥法不平衡电桥法不平衡电桥法n n用于抑制呈圆弧状电压轨迹变化的杂波用于抑制呈圆弧状电压轨迹变化的杂波用于抑制呈圆弧状电压轨迹变化的杂波用于抑制呈圆弧状电压轨迹变化的杂波( (如提离效应的干扰如提离效应的干扰如提离效应的干扰如提离效应的干扰) )n n频率分析法频率分析法频率分析法频率分析法n n振幅分析法振幅分析法振幅分析法振幅分析法3.4.4 提离效应及其抑制提离效应及其抑制n n提离效应：提离效应：提离效应：提离效应：又称提离干扰，指在涡流检测中，探头晃动引起的又称提离干扰，指在涡流检测中，探头晃动引起的又称提离干扰，指在涡流检测中，探头晃动引起的又称提离干扰，指在涡流检测中，探头晃
38、动引起的信号变化叠加在缺陷信号中产生的干扰。阻碍对缺信号变化叠加在缺陷信号中产生的干扰。阻碍对缺信号变化叠加在缺陷信号中产生的干扰。阻碍对缺信号变化叠加在缺陷信号中产生的干扰。阻碍对缺陷的正确判断与识别。陷的正确判断与识别。陷的正确判断与识别。陷的正确判断与识别。n n抑止方法：抑止方法：抑止方法：抑止方法：n n多项式拟合法多项式拟合法多项式拟合法多项式拟合法n n数字滤波数字滤波数字滤波数字滤波n n多频测量多频测量多频测量多频测量n n模具支架固定探头模具支架固定探头模具支架固定探头模具支架固定探头3.5 涡流检测诊断常用标准涡流检测诊断常用标准n n1 1 1 1 钛及钛合金管材的涡流
39、检验：钛及钛合金管材的涡流检验：钛及钛合金管材的涡流检验：钛及钛合金管材的涡流检验：GBGBGBGBT12969.2T12969.2T12969.2T12969.21991199119911991n n规定了以人工标准缺陷的反应信号为依据，检验损害钛及钛合金管材的连续性规定了以人工标准缺陷的反应信号为依据，检验损害钛及钛合金管材的连续性规定了以人工标准缺陷的反应信号为依据，检验损害钛及钛合金管材的连续性规定了以人工标准缺陷的反应信号为依据，检验损害钛及钛合金管材的连续性缺陷的涡流检验方法缺陷的涡流检验方法缺陷的涡流检验方法缺陷的涡流检验方法n n适用于外径为适用于外径为适用于外径为适用于外径为
40、10mm10mm10mm10mm60mm,60mm,60mm,60mm,壁厚为壁厚为壁厚为壁厚为0 0 0 05mm-45mm5mm-45mm5mm-45mm5mm-45mm的冷凝器和热交换器的冷凝器和热交换器的冷凝器和热交换器的冷凝器和热交换器n n2 2 2 2 圆钢穿过式涡流检测诊断标准：圆钢穿过式涡流检测诊断标准：圆钢穿过式涡流检测诊断标准：圆钢穿过式涡流检测诊断标准：GBGBGBGBT11260T11260T11260T112601996199619961996n n规定了圆钢进行穿过式涡流检验时的对比试样、设备、步骤和结果的评定规定了圆钢进行穿过式涡流检验时的对比试样、设备、步骤和
41、结果的评定规定了圆钢进行穿过式涡流检验时的对比试样、设备、步骤和结果的评定规定了圆钢进行穿过式涡流检验时的对比试样、设备、步骤和结果的评定n n适用于直径为适用于直径为适用于直径为适用于直径为2mm-100mm2mm-100mm2mm-100mm2mm-100mm圆钢圆钢圆钢圆钢( ( ( (含钢丝含钢丝含钢丝含钢丝) ) ) )的表面和近表面缺陷的涡流检验，直径的表面和近表面缺陷的涡流检验，直径的表面和近表面缺陷的涡流检验，直径的表面和近表面缺陷的涡流检验，直径小于小于小于小于2mm2mm2mm2mm的钢丝的涡流检验也可参照使用的钢丝的涡流检验也可参照使用的钢丝的涡流检验也可参照使用的钢丝的
42、涡流检验也可参照使用n n3 3 3 3 铝及铝合金冷拉薄壁管材涡流检测诊断标准：铝及铝合金冷拉薄壁管材涡流检测诊断标准：铝及铝合金冷拉薄壁管材涡流检测诊断标准：铝及铝合金冷拉薄壁管材涡流检测诊断标准：GBGBGBGBT 5126T 5126T 5126T 51261985198519851985n n适用于以外穿过式涡流探伤法检测冷拉航空高压导管、普通导管以及其他一些适用于以外穿过式涡流探伤法检测冷拉航空高压导管、普通导管以及其他一些适用于以外穿过式涡流探伤法检测冷拉航空高压导管、普通导管以及其他一些适用于以外穿过式涡流探伤法检测冷拉航空高压导管、普通导管以及其他一些一般用途的薄壁圆管。一般
43、用途的薄壁圆管。一般用途的薄壁圆管。一般用途的薄壁圆管。n n被检测管材的外径在被检测管材的外径在被检测管材的外径在被检测管材的外径在6mm6mm6mm6mm22mm22mm22mm22mm之间，壁厚在之间，壁厚在之间，壁厚在之间，壁厚在0.5mm1.5mm0.5mm1.5mm0.5mm1.5mm0.5mm1.5mm之间。之间。之间。之间。n n4 4 4 4 铜及铜合金无缝管涡流检测诊断标准：铜及铜合金无缝管涡流检测诊断标准：铜及铜合金无缝管涡流检测诊断标准：铜及铜合金无缝管涡流检测诊断标准：GBGBGBGBT5248T5248T5248T52481998199819981998n n适用于
44、对铜及铜合金无缝管适用于对铜及铜合金无缝管适用于对铜及铜合金无缝管适用于对铜及铜合金无缝管( ( ( (以下简称管材以下简称管材以下简称管材以下简称管材) ) ) )的表面或内部裂纹、夹杂、起皮、的表面或内部裂纹、夹杂、起皮、的表面或内部裂纹、夹杂、起皮、的表面或内部裂纹、夹杂、起皮、碰伤等缺陷的涡流无损检测，所述的规程适合穿过式线圈方法碰伤等缺陷的涡流无损检测，所述的规程适合穿过式线圈方法碰伤等缺陷的涡流无损检测，所述的规程适合穿过式线圈方法碰伤等缺陷的涡流无损检测，所述的规程适合穿过式线圈方法n n激励频率范围为激励频率范围为激励频率范围为激励频率范围为lkHzlkHzlkHzlkHz一一
45、一一125kHz125kHz125kHz125kHz。n n检测的管材规格范围为：外径检测的管材规格范围为：外径检测的管材规格范围为：外径检测的管材规格范围为：外径4mm4mm4mm4mm50mm50mm50mm50mm；壁厚；壁厚；壁厚；壁厚0.3mm3mm0.3mm3mm0.3mm3mm0.3mm3mm。3.6 涡流检测技术应用涡流检测技术应用n n3.6.1 3.6.1 涡流探伤涡流探伤涡流探伤涡流探伤n n1 1 金属管材探伤金属管材探伤金属管材探伤金属管材探伤n n2 2 金属棒材、线材和丝材的探伤金属棒材、线材和丝材的探伤金属棒材、线材和丝材的探伤金属棒材、线材和丝材的探伤n n3
46、 3 结构件疲劳裂纹探伤结构件疲劳裂纹探伤结构件疲劳裂纹探伤结构件疲劳裂纹探伤n n3.6.2 3.6.2 材质检验材质检验材质检验材质检验n n1 1 材料成分及杂质含量的鉴别材料成分及杂质含量的鉴别材料成分及杂质含量的鉴别材料成分及杂质含量的鉴别n n2 2 热处理状态的鉴别热处理状态的鉴别热处理状态的鉴别热处理状态的鉴别n n3 3混料分选混料分选混料分选混料分选n n3.6.3 3.6.3 涡流测厚涡流测厚涡流测厚涡流测厚n n1 1 涂覆层厚度测量涂覆层厚度测量涂覆层厚度测量涂覆层厚度测量n n2 2 金属薄板或箔厚度的测量金属薄板或箔厚度的测量金属薄板或箔厚度的测量金属薄板或箔厚度
47、的测量1 探伤：探伤： 金属管材探伤金属管材探伤2检验：检验： 材料成分及杂质含量的鉴别材料成分及杂质含量的鉴别2 检验：检验： 热处理状态的鉴别热处理状态的鉴别3测厚：测厚： 涂覆层厚度测量涂覆层厚度测量ConductiveBase MetalNonconductiveCoatingEddy CurrentsIncreasing paint thickness焊缝检测焊缝检测钢管涡流探伤系统钢管涡流探伤系统钢管涡流探伤钢管涡流探伤工业线材检测工业线材检测表面裂纹检测表面裂纹检测第三章作业：第三章作业：第三章作业：第三章作业：1 1 1 1、涡流检测的基本原理是什么？适合检测何种材料的何种缺陷
48、？、涡流检测的基本原理是什么？适合检测何种材料的何种缺陷？、涡流检测的基本原理是什么？适合检测何种材料的何种缺陷？、涡流检测的基本原理是什么？适合检测何种材料的何种缺陷？2 2 2 2、趋肤效应及其影响因素是什么？、趋肤效应及其影响因素是什么？、趋肤效应及其影响因素是什么？、趋肤效应及其影响因素是什么？3 3 3 3、提离效应及其克服方法是什么？、提离效应及其克服方法是什么？、提离效应及其克服方法是什么？、提离效应及其克服方法是什么？4 4 4 4、涡流检测信号的显示方式是什么？、涡流检测信号的显示方式是什么？、涡流检测信号的显示方式是什么？、涡流检测信号的显示方式是什么？第三章作业：第三章作
49、业：1 1、涡流检测的基本原理是什么？适合检测何种材料的何种缺陷？、涡流检测的基本原理是什么？适合检测何种材料的何种缺陷？2 2、趋肤效应及其影响因素是什么？、趋肤效应及其影响因素是什么？3 3、提离效应及其克服方法是什么？、提离效应及其克服方法是什么？4 4、涡流检测信号的显示方式是什么？、涡流检测信号的显示方式是什么？Multi-Frequency Eddy Current InstrumentsMulti-Frequency Eddy Current Instruments (cont.)Multi-Frequency instruments usually refer to equip
50、ment Multi-Frequency instruments usually refer to equipment that can drive inspection coils at more than two that can drive inspection coils at more than two frequencies either sequentially (multiplexing) or frequencies either sequentially (multiplexing) or simultaneously. simultaneously. This type
51、of instrumentation is used extensively for This type of instrumentation is used extensively for tubing inspection in the power generation, chemical and tubing inspection in the power generation, chemical and petrochemical industries.petrochemical industries.These instruments are often capable of bei
52、ng computer These instruments are often capable of being computer networked and may have as many as four probes networked and may have as many as four probes attached to them at one time.attached to them at one time.Multi-Frequency Eddy Current Instruments (cont.)Advantages of Multi-frequency inspec
53、tions:Advantages of Multi-frequency inspections:lAllows increased inspection information to be collected from one probe pulling.lProvides for comparison of same discontinuity signal at different frequencies.lAllows mixing of frequencies which helps to reduce or eliminate sources of noise.lOften improves detection, interpretation and sizing capabilities of discontinuities.Multi-Frequency Eddy Current Instruments (cont.)Screen of multi-frequency instrument during inspection.Screen of multi-frequency instrument during inspection.
