渦流檢測(cè)(相關(guān)知識(shí))

渦流檢測(cè)

EddyCurrentTesting簡(jiǎn)稱ET(1)法拉第電磁感應(yīng)定律

法拉第電磁感應(yīng)定律指出，通過閉合回路所包括的面積內(nèi)的磁通量發(fā)生變化時(shí)，回路中將產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)。感生電動(dòng)勢(shì)E與閉合回路內(nèi)的磁通量變化率成正比。式中：N——線圈的匝數(shù)；——磁通量的變化率：“-”——表示感生電動(dòng)勢(shì)反抗回路中的磁通的變化。1渦流檢測(cè)的原理（2）自感與互感①自感當(dāng)回路磁通量變化時(shí)，回路中會(huì)產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)。同樣，當(dāng)回路中通過的電流發(fā)生變化時(shí)，也會(huì)引起回路磁通變化，從而在回路中產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)。由于這種感生電動(dòng)勢(shì)是自感回路電路引起的，因此稱為自感電動(dòng)勢(shì)，用表示。式中：L——自感系數(shù)，與線圈形狀、大小和匝數(shù)等有關(guān)：——回路中電流的變化率：“-”——表示自感電動(dòng)勢(shì)反抗回路中電路的變化。②互感

當(dāng)兩個(gè)線圈互相靠近時(shí)，任何一個(gè)線圈的電流發(fā)生變化，都會(huì)引起另一個(gè)線圈內(nèi)、磁通量的變化，從而在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)。這種兩個(gè)靠近的截流回路電流發(fā)生變化時(shí)互相激起感生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象稱為互感。

當(dāng)線圈1、2靠近時(shí)，線圈1中電流變化在線圈2中激起的感生電動(dòng)勢(shì)為，線圈2中的電流變化在線圈1中激起的感生電動(dòng)勢(shì)為：式中：M——互感系數(shù)，與兩線圈形狀、大小、匝數(shù)、相對(duì)位置等有關(guān)。線圈1中電流的變化率；線圈2中電流的變化率；表示互感電動(dòng)勢(shì)反抗回路中電流的變化。“—”（3）渦流檢測(cè)原理渦流檢測(cè)的原理示意圖如圖所示：試件中的渦流與給試件施加交流磁場(chǎng)線圈的電流相反。由渦流所產(chǎn)生的交流磁場(chǎng)也產(chǎn)生交變磁力線，它通過激勵(lì)線圈時(shí)又感生出反作用電流。如果工件中渦流變化，這個(gè)反作用電流也變化。測(cè)定它的變化，就可以測(cè)得渦流的變化，從而得到試件的信息。試件中渦流的分布及其電流大小由線圈的形狀和尺寸，試驗(yàn)頻率，導(dǎo)體的電導(dǎo)率，磁導(dǎo)率，形狀和尺寸，導(dǎo)體與線圈間的距離以及導(dǎo)體表面的缺陷所決定的。因此，根據(jù)檢測(cè)到的試件中的渦流，就可以取得關(guān)于試件材質(zhì)，缺陷和形狀尺寸等信息。由于激勵(lì)電流和反作用電流的相位會(huì)出現(xiàn)一定差異，這個(gè)相位差隨著試件的性質(zhì)而改變，因此，常通過測(cè)量這個(gè)相位的變化來檢測(cè)試件的有關(guān)信息。這個(gè)相位的變化與線圈阻抗的變化密切相關(guān)，現(xiàn)在，大多數(shù)的渦流檢測(cè)儀器都以阻抗分析法為基礎(chǔ)，來識(shí)別各種引起渦流變化的因素。渦流檢測(cè)定義及適用：渦流檢測(cè)是建立在電磁感應(yīng)原理基礎(chǔ)之上的一種無損檢測(cè)方法。當(dāng)把導(dǎo)電試件置于交變磁場(chǎng)之中，在工件中就有感應(yīng)電流存在，即產(chǎn)生渦流。工件自身物理性質(zhì)（如電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率、形狀，尺寸和缺陷等）的變化，會(huì)導(dǎo)致渦流的變化。通過觀測(cè)工件中渦流的變化，就可以判定工件的性質(zhì)，狀態(tài)，稱為渦流檢測(cè)。渦流檢測(cè)只適用于檢測(cè)導(dǎo)電材料

由于渦流具有集膚效應(yīng)，因此渦流檢測(cè)只能檢測(cè)表面和近表面的缺陷。由于試件形狀的不同、檢測(cè)部位的不同，所以檢測(cè)線圈的形狀與接近試件的方式也不盡相同。為了適應(yīng)各種檢測(cè)的需要，人們?cè)O(shè)計(jì)了各種各樣的檢測(cè)線圈和渦流檢測(cè)儀器。2渦流檢測(cè)系統(tǒng)

渦流檢測(cè)系統(tǒng)包括渦流檢測(cè)儀、檢測(cè)線圈、對(duì)比試塊等。一、渦流檢測(cè)儀（1）渦流檢測(cè)儀器的類別渦流檢測(cè)儀是根據(jù)不同的檢測(cè)目的，應(yīng)用不同的方法抑制干擾信息，拾取有用信息的電子儀器。根據(jù)用途、使用、顯示等不同分為以下幾類。①

按用途分ⅰ

探傷儀ⅱ

材料分選儀ⅲ

測(cè)厚儀②

按使用方式分ⅰ

手動(dòng)渦流儀ⅱ

自動(dòng)渦流儀③

按顯示方式分ⅰ

圖像顯示ⅱ

數(shù)字顯示ⅲ

指針顯示

此外，按信號(hào)處理方法不同還可以分為相位分析儀、頻率分析儀、振幅分析儀等幾種。二、渦流檢測(cè)儀原理與組成

渦流檢測(cè)儀的工作原理是：振蕩器產(chǎn)生各種頻率的振蕩電流通過檢測(cè)線圈產(chǎn)生交變磁場(chǎng)在試件中感生渦流。當(dāng)試件存在缺陷或物性變化時(shí)，線圈電壓發(fā)生變化，通過信號(hào)輸出電路將線圈電壓變化量輸入放大器放大，經(jīng)信號(hào)處理器消除各種干擾信號(hào)，最后將有信號(hào)輸入顯示器顯示檢測(cè)結(jié)果。一般的渦流檢測(cè)儀主要由振蕩器、探頭(檢測(cè)線圈）、信號(hào)輸出電路、放大器、信號(hào)處理器、顯示器、電源等部分組成，其方原理框圖如下圖所示。二、檢測(cè)線圈（探頭）（1）檢測(cè)線圈的作用1.交變的激勵(lì)電流作用下產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，使試件感生渦流。2.拾取因試件物性變化引起渦流磁場(chǎng)變化的信息，并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)按用途分類的線圈（a)外穿過式（b)內(nèi)穿過式（c)放置式(2)檢測(cè)線圈的種類1．按用途分1）

外穿過式線圈2）

內(nèi)通過式線3）

放置式線圈2.按結(jié)構(gòu)分（1）

自感式線圈（2）

互感式線圈圖按結(jié)構(gòu)分類的線圈（a）自感式（b）互感式

3.按使用方式（1）

絕對(duì)式線圈（2）

自比式線圈（3）

他比式線圈圖按使用方式分類的線圈（a）絕對(duì)式（b）自比式（c）他比式

三、對(duì)比試樣

渦流檢測(cè)中的對(duì)比試樣是按一定的用途設(shè)計(jì)制作的具有人工缺陷的試樣，用于進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。（1）對(duì)比試樣的用途1．

測(cè)試設(shè)備的性能2．

調(diào)節(jié)檢測(cè)靈敏度3．

驗(yàn)收產(chǎn)品質(zhì)量（2）對(duì)試樣的要求1．

對(duì)比試樣的材質(zhì)、形狀、尺寸、熱處理狀態(tài)和面狀態(tài)與被檢測(cè)試件相同，一般從被檢試件上截取。2．

對(duì)比試件上的人工缺陷位置尺寸形狀符合要求。尺寸與被檢試件中的自然缺陷相似。3．

對(duì)比試樣形狀規(guī)則，表面不得有劃傷、銹斑變形、凹陷或凸起等。三、對(duì)比試樣的種類1．

孔型對(duì)比試樣2．

槽型對(duì)比試樣4渦流檢測(cè)工藝要點(diǎn)4.1試件表面的清理4.2探傷規(guī)范的選擇（一）線圈的選擇a試件的形狀和尺寸b線圈的參數(shù)

c適合于被檢缺陷（二）頻率的選擇

a集膚深度和檢測(cè)靈敏度