1、涡流检测涡流检测 Eddy Current Testing 简称简称 ET(1)法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律 法拉第电磁感应定律指出，通过闭合回路所包括法拉第电磁感应定律指出，通过闭合回路所包括的面积内的磁通量发生变化时，回路中将产生的面积内的磁通量发生变化时，回路中将产生。感生电动势。感生电动势E与闭合回路内的磁通量变化率成与闭合回路内的磁通量变化率成正比。正比。dtdNE式中：式中：N线圈的匝数；线圈的匝数；dtd 磁通量的变化率：“-”表示感生电动势反抗回路中的磁通的变化。1 涡流检测的原理涡流检测的原理（2）自感与互感）自感与互感自感自感当回路磁通量变化时，回路中会产生感生电动
2、势。当回路磁通量变化时，回路中会产生感生电动势。同样，当回路中通过的电流发生变化时，也会引起回同样，当回路中通过的电流发生变化时，也会引起回路磁通变化，从而在回路中产生感生电动势。由于这路磁通变化，从而在回路中产生感生电动势。由于这种感生电动势是自感回路电路引起的，因此称为种感生电动势是自感回路电路引起的，因此称为自感自感电动势电动势，用，用 表示。表示。LEdtdILELdtdI式中：式中：L自感系数，与线圈形状、大小和匝数等有关：自感系数，与线圈形状、大小和匝数等有关：回路中电流的变化率：回路中电流的变化率：“-”表示自感电动势反抗回路中电路的变化。表示自感电动势反抗回路中电路的变化。互感
3、互感 当两个线圈互相靠近时，任何一个线圈的电流当两个线圈互相靠近时，任何一个线圈的电流发生变化，都发生变化，都 会引起另一个线圈内、磁通量的变化，会引起另一个线圈内、磁通量的变化，从而在另一个线圈中产生感从而在另一个线圈中产生感 生电动势。这种两个靠生电动势。这种两个靠近的截流回路电流发生变化时互相激起感生电动势近的截流回路电流发生变化时互相激起感生电动势的现象称为的现象称为。 当线圈当线圈1、2靠近时，线圈靠近时，线圈1中电流中电流 变化在线圈变化在线圈2中激起的感生电动势为中激起的感生电动势为 ，线圈，线圈2中的电流中的电流 变化在变化在线圈线圈1中激起的感生电动势为：中激起的感生电动势为
4、：1I21E2I12EdtdIME121dtdIME12式中：式中：M互感系数，与两线圈形状、大小、匝数、互感系数，与两线圈形状、大小、匝数、相对位置等有关。相对位置等有关。 线圈线圈1中电流的变化率；中电流的变化率； 线圈线圈2中电流中电流的变化率；的变化率； 表示互感电动势反抗回路中电流的变化。表示互感电动势反抗回路中电流的变化。dtdI1dtdI2“”如图所示：试件中的涡流与给试件施加交流磁场线圈的如图所示：试件中的涡流与给试件施加交流磁场线圈的电流相反。由涡流所产生的交流磁场也产生交变磁力线，电流相反。由涡流所产生的交流磁场也产生交变磁力线，它通过激励线圈时又感生出反作用电流。如果工件
5、中涡它通过激励线圈时又感生出反作用电流。如果工件中涡流变化，这个反作用电流也变化。测定它的变化，就可流变化，这个反作用电流也变化。测定它的变化，就可以测得涡流的变化，从而得到试件的信息。以测得涡流的变化，从而得到试件的信息。试件中涡流的分布及其电流大小由线圈的形状和尺寸，试件中涡流的分布及其电流大小由线圈的形状和尺寸，试验频率，导体的电导率，磁导率，形状和尺寸，导体试验频率，导体的电导率，磁导率，形状和尺寸，导体与线圈间的距离以及导体表面的缺陷所决定的。因此，与线圈间的距离以及导体表面的缺陷所决定的。因此，根据检测到的试件中的涡流，就可以取得关于试件材质，根据检测到的试件中的涡流，就可以取得关
6、于试件材质，缺陷和形状尺寸等信息。缺陷和形状尺寸等信息。由于激励电流和反作用电流的相位会出现一定差异，这由于激励电流和反作用电流的相位会出现一定差异，这个相位差随着试件的性质而改变，因此，常通过测量这个相位差随着试件的性质而改变，因此，常通过测量这个相位的变化来检测试件的有关信息。这个相位的变化个相位的变化来检测试件的有关信息。这个相位的变化与线圈阻抗的变化密切相关，现在，大多数的涡流检测与线圈阻抗的变化密切相关，现在，大多数的涡流检测仪器都以阻抗分析法为基础，来识别各种引起涡流变化仪器都以阻抗分析法为基础，来识别各种引起涡流变化的因素。的因素。涡流检测定义及适用：涡流检测定义及适用：涡流检测
7、是建立在电磁感应原理基础之上的一种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。无损检测方法。当把导电试件置于交变磁场之中，在工件中就有当把导电试件置于交变磁场之中，在工件中就有感应电流存在，即产生涡流。工件自身物理性质感应电流存在，即产生涡流。工件自身物理性质（如电导率、磁导率、形状，尺寸和缺陷等）的（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。通过观测工件中涡流变化，会导致涡流的变化。通过观测工件中涡流的变化，就可以判定工件的性质，状态，称为涡的变化，就可以判定工件的性质，状态，称为涡流检测。流检测。涡流检测只适用于检测导电材料涡流检测只适用于检测导电材料 此
8、外，按信号处理方法不同还可以分为此外，按信号处理方法不同还可以分为等几种。等几种。二、二、 涡流检测仪原理与组成涡流检测仪原理与组成 涡流检测仪的涡流检测仪的是：振荡器产生各种频率的是：振荡器产生各种频率的振荡电流通过检测线圈产生交变磁场在试件中感生涡振荡电流通过检测线圈产生交变磁场在试件中感生涡流。当试件存在缺陷或物性变化时，线圈电压发生变流。当试件存在缺陷或物性变化时，线圈电压发生变化，通过信号输出电路将线圈电压变化量输入放大器化，通过信号输出电路将线圈电压变化量输入放大器放大，经信号处理器消除各种干扰信号，最后将有信放大，经信号处理器消除各种干扰信号，最后将有信号输入显示器显示检测结果。
9、号输入显示器显示检测结果。 一般的涡流检测仪主要由等部分组成，其方原理框图如下图所示。1.交变的激励电流作用下产生交变磁场，使试件感生交变的激励电流作用下产生交变磁场，使试件感生涡流。涡流。2.拾取因试件物性变化引起涡流磁场变化的信息，并拾取因试件物性变化引起涡流磁场变化的信息，并将其转换为电信号将其转换为电信号 按用途分类的线圈（a)外穿过式外穿过式 （b)内穿过式内穿过式 （c)放置式放置式1 1按用途分按用途分1 1） 外穿过式线圈外穿过式线圈 2 2） 内通过式线内通过式线3 3） 放置式线圈放置式线圈2. 按结构分按结构分（1） 自感式线圈自感式线圈 （2） 互感式线圈互感式线圈图图
10、 按结构分类的线圈按结构分类的线圈（a）自感式自感式 （b）互感式互感式 3. 按使用方式按使用方式（1） 绝对式线圈（绝对式线圈（2） 自比式线圈（自比式线圈（3） 他比式线圈他比式线圈 图 按使用方式分类的线圈（a）绝对式绝对式 （b）自比式自比式 （c）他比式他比式 三、对比试样三、对比试样 涡流检测中的对比试样是按一定的用途设计制作的涡流检测中的对比试样是按一定的用途设计制作的具有人工缺陷的试样，用于进行对比实验。具有人工缺陷的试样，用于进行对比实验。（1）对比试样的用途）对比试样的用途1 测试设备的性能测试设备的性能2 调节检测灵敏度调节检测灵敏度3 验收产品质量验收产品质量（2）对
11、试样的要求）对试样的要求1 对比试样的材质、形状、尺寸、热处理状态和对比试样的材质、形状、尺寸、热处理状态和面状态与被检测试件相同，一般从被检试件上截取。面状态与被检测试件相同，一般从被检试件上截取。2 对比试件上的人工缺陷位置尺寸形状符合要求。对比试件上的人工缺陷位置尺寸形状符合要求。尺寸与被检试件中的自然缺陷相似。尺寸与被检试件中的自然缺陷相似。3 对比试样形状规则，表面不得有划伤、锈斑变形、对比试样形状规则，表面不得有划伤、锈斑变形、凹陷或凸起等。凹陷或凸起等。三、对比试样的种类三、对比试样的种类1 孔型对比试样 2 槽型对比试样远场涡流检测系统远场涡流检测图谱7 其他涡流检测新技术简介其他涡流检测新技术简介脉冲涡流检测技术脉冲涡流检测技术
