涡流检测ppt课件
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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—涡流检测基本原理(无损检测课件)
第2节 涡流检测的基本原理
原理
原理：当载有交变电流的线圈接近被检工件时，材料表面与近 表面会感应出涡流，其大小、相位和流动轨迹与被检工件的电 磁特性和缺陷等因素有关，涡流产生的磁场作用会使线圈阻抗 发生变化，测定线圈阻抗即可获得被检工件物理、结构和冶金 状态等信息。
第2节 涡流检测的基本原理
2. 涡流检测的特点
➢ （1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ适用于各种导电材质的试件探伤。包括各种钢、钛、 镍、铝、铜及其合金。
➢ （2）可以检出表面和近表面缺陷。 ➢ （3）探测结果以电信号输出，容易实现自动化检测。 ➢ （4）由于采用非接触式检测，所以检测速度很快。 ➢ （5）不需接触工件也不用耦合介质，所以可以进行高温
在线检测。
2. 涡流检测的特点
➢ （6）形状复杂的试件很难应用。因此一般只用其检测管 材，板材等轧制型材。
➢ （7）不能显示出缺陷图形，因此无法从显示信号判断出 缺陷性质。
➢ （8）各种干扰检测的因素较多，容易引起杂乱信号。 ➢ （9）由于集肤效应，埋藏较深的缺陷无法检出 ➢ （10）不能用于不导电材料的检测。
第3章涡流检测技术
? 逆磁质：
? 感生磁场微弱、与外磁场方向相反的物质，如铜。
? 铁磁质：
? 感生磁场强的物质，如铁，钴、镍及其合金。
? 磁导率：
相对磁导率 ：
3.2.1.3 电磁感应
? 1．电磁感应：
? 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。
? 法拉第感应定律 感应电动势
? 2. 自感应：
? 3.2.2 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
? 3.2.1.1 金属的导电性
? 3.2.1.2 金属的磁特性 ? 3.2.1.3 电磁感应
3.2.1.2 金属的磁特性
? 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。
? 顺磁质：
? 感生磁场微弱、与外磁场方向相同的物质，如铝。
? 表面或近表面缺陷检测 ? 只适用于导电材料 ? 非接触，无需耦合 ? 检测速度快，易于实现自动化 ? 适用于高温检测 ? 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
? 1879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。
? 20世纪50年代初，德国的福斯特等人提出阻抗平面图分析 法和相似定律。
? 涡流检测根据线圈视在阻抗（信号）的变化特征获得被检材料的物理 特性或工艺特性（信息）。
of Penetration
(Skin Depth)
Eddy Current Density
High Frequency High Conductivity High Permeability
1/e or 37 % of surface density
Depth
Eddy Current Density Low Frequency Low Conductivity Low Permeability
涡流检测
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7.2 涡流检测设备
• （2）示波管显示多用于较大的涡流检测仪器中。它可以把探头检 测到的阻抗在阻抗平面上的二维分量以图形显示出来。检测线圈的阻抗 特性如图7-3所示，当线圈远离工件时，空载阻抗Z0在阻抗平面上对应于 P0点，阻抗角为α0；当线圈靠近工件检测时，由于受工件和涡流的影响， 线圈阻抗变为Z1，在阻抗平面上对应于P1点，阻抗角为α1。随着工件缺 陷以及探头距缺陷位置的不同，P1点会在阻抗平面上以一定轨迹变动。 • 涡流检测时，由于集肤效应的存在，使得表层下不同深度和缺陷对 探头阻抗的影响不同，表层下大缺陷引起的信号幅值有可能与小缺陷引 起的信号幅值相同，因此不能根据信号幅值确定缺陷的深度。但示波管 显示可解决这一问题。实验表明，涡流检测时，表面下的涡流滞后于表 面涡流一定的相位角，在无限厚的材料内，滞后的相位角与缺陷深度有 线性关系，因而利用相位分析即可判断出缺陷的深度。实际检测时情况 复杂得多，可用试样确定相位与缺陷深度的关系。图7-4是用表面探头 检测厚铝板缺陷时，相位角与缺陷深度的依赖关系。
• 因为线圈交变电流（又称一次电流）激励的磁场是交变的，那么涡 流也是交变的。同样，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。这样，线圈中的磁场就是一次电流和涡流共同感生 的合成磁场。假定一次电流的振幅不变，线圈和金属工件之间的距离也 保持不变，那么涡流和涡流磁场的强度和分布就由金属工件的材质所决 定。也就是说，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。因此，只要从线圈中检测出有关信息，如从电导率的差别就 能得到纯金属的杂质含量、时效铝合金的热处理状态等信息，这是利用 涡流方法检测金属或合金材质的基本原理。
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7.2 涡流检测设备
《涡流检测》课件
感谢您的观看
检测能力。
提高检测精度与可靠性
高频涡流检测技术
研究高频涡流检测技术，以获取更丰富的信号特征，提高检测精度 和可靠性。
信号处理与模式识别
通过改进信号处理算法和模式识别技术，降低噪声干扰，提高检测 结果的可靠性。
标准化与规范化
制定涡流检测的标准化和规范化体系，确保不同设备、不同人员之间 的检测结果具有可比性。
06 涡流检测的未来发展与挑 战
新技术与新方法的探索
人工智能与机器学习
01
利用人工智能和机器学习技术，实现涡流检测的自动化和智能
化，提高检测效率和准确性。
光学涡流检测技术
02
结合光学技术，发展新型的光学涡流检测方法，实现非接触、
高灵敏度的检测。
复合涡流检测技术
03
探索多种涡流检测技术的复合应用，发挥各自优势，提高综合
详细描述
金属材料涡流检测案例包括对各种金属制品、铸件、焊接件等的检测。通过涡流 检测，可以快速准确地检测出金属材料中的裂纹、夹杂物、气孔等缺陷，为金属 材料的生产和质量控制提供重要的保障。
工程结构涡流检测案例
总结词
工程结构的涡流检测主要应用于桥梁、建筑、管道等大型结构的无损检测，以确保结构的安全性和可靠性。
03 涡流检测方法与实验
常规涡流检测
常规涡流检测是一种基于电磁感 应原理的无损检测方法，通过在 导电材料表面激发涡流来检测材
料内部的缺陷和损伤。
常规涡流检测具有快速、非接触、 无需耦合剂等优点，适用于各种 导电材料的表面和近表面缺陷检
测。
常规涡流检测的局限性在于对深 层缺陷的检测能力有限，且容易 受到材料导电率和磁导率的影响。
涡流具有热效应和磁效应，会导致导体发热和磁化，从而影响导体的磁导率和电导 率。
检测能力。
提高检测精度与可靠性
高频涡流检测技术
研究高频涡流检测技术，以获取更丰富的信号特征，提高检测精度 和可靠性。
信号处理与模式识别
通过改进信号处理算法和模式识别技术，降低噪声干扰，提高检测 结果的可靠性。
标准化与规范化
制定涡流检测的标准化和规范化体系，确保不同设备、不同人员之间 的检测结果具有可比性。
06 涡流检测的未来发展与挑 战
新技术与新方法的探索
人工智能与机器学习
01
利用人工智能和机器学习技术，实现涡流检测的自动化和智能
化，提高检测效率和准确性。
光学涡流检测技术
02
结合光学技术，发展新型的光学涡流检测方法，实现非接触、
高灵敏度的检测。
复合涡流检测技术
03
探索多种涡流检测技术的复合应用，发挥各自优势，提高综合
详细描述
金属材料涡流检测案例包括对各种金属制品、铸件、焊接件等的检测。通过涡流 检测，可以快速准确地检测出金属材料中的裂纹、夹杂物、气孔等缺陷，为金属 材料的生产和质量控制提供重要的保障。
工程结构涡流检测案例
总结词
工程结构的涡流检测主要应用于桥梁、建筑、管道等大型结构的无损检测，以确保结构的安全性和可靠性。
03 涡流检测方法与实验
常规涡流检测
常规涡流检测是一种基于电磁感 应原理的无损检测方法，通过在 导电材料表面激发涡流来检测材
料内部的缺陷和损伤。
常规涡流检测具有快速、非接触、 无需耦合剂等优点，适用于各种 导电材料的表面和近表面缺陷检
测。
常规涡流检测的局限性在于对深 层缺陷的检测能力有限，且容易 受到材料导电率和磁导率的影响。
涡流具有热效应和磁效应，会导致导体发热和磁化，从而影响导体的磁导率和电导 率。
涡流检测
11
12
（2）按电联接方式分类（P75） a.绝对式：只用一个检测线圈进行涡流检测
适用场合：材质分选、涂层测厚及材料探伤
b.差动式：两个线圈反接在一起进行工作
标准比较式 自比较式
适用场合：管（棒）材表面的局部缺陷。 优缺点比较见P77表3-3。 3.对比试样 作用：检测和鉴定涡流检测仪的性能，如灵敏度、分辨
化就可发现有无缺陷。
5
H1 I1 H2 δ
原线圈的等效阻抗Z变化：
I2
Z Z ( , , , )
被测体电阻率 被测体磁导率 激励电流的频率
线圈与导体间距离
涡流作用原理
6
3.涡流的趋肤效应
趋肤效应：当交变电流通过导体
时，分布在导体横截面上的电流密度 是不均匀的，即表层密度最大，越靠 近截面的中心电流密度越小的现象。 涡流的衰减公式：
硬度HRB
时效硬化铝合金的硬度与电导率的关系
16
（3）混料分选
如果混杂材料或零部件的电导率分布带不相互重合，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比较，从而将混料区分开。
注意事项： 1）材料厚度的影响
进行混料分选时，材料厚度至少应为涡流渗透深度的3倍。
2）环境温度的影响
40 0
P 0.5
Fe
Si 1
铜中杂质的含量%
铜中杂质的含量与电导率的关系
15
（2）热处理状态的鉴别 原理：相同的材料经过
电导率（相对值） 1.85 1.80 1.75
1.70 1.65 1.60 1.55 1.50 84 86 88
不同的热处理后不仅硬度不
同，而且电导率也不同。
铝合金
12
（2）按电联接方式分类（P75） a.绝对式：只用一个检测线圈进行涡流检测
适用场合：材质分选、涂层测厚及材料探伤
b.差动式：两个线圈反接在一起进行工作
标准比较式 自比较式
适用场合：管（棒）材表面的局部缺陷。 优缺点比较见P77表3-3。 3.对比试样 作用：检测和鉴定涡流检测仪的性能，如灵敏度、分辨
化就可发现有无缺陷。
5
H1 I1 H2 δ
原线圈的等效阻抗Z变化：
I2
Z Z ( , , , )
被测体电阻率 被测体磁导率 激励电流的频率
线圈与导体间距离
涡流作用原理
6
3.涡流的趋肤效应
趋肤效应：当交变电流通过导体
时，分布在导体横截面上的电流密度 是不均匀的，即表层密度最大，越靠 近截面的中心电流密度越小的现象。 涡流的衰减公式：
硬度HRB
时效硬化铝合金的硬度与电导率的关系
16
（3）混料分选
如果混杂材料或零部件的电导率分布带不相互重合，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比较，从而将混料区分开。
注意事项： 1）材料厚度的影响
进行混料分选时，材料厚度至少应为涡流渗透深度的3倍。
2）环境温度的影响
40 0
P 0.5
Fe
Si 1
铜中杂质的含量%
铜中杂质的含量与电导率的关系
15
（2）热处理状态的鉴别 原理：相同的材料经过
电导率（相对值） 1.85 1.80 1.75
1.70 1.65 1.60 1.55 1.50 84 86 88
不同的热处理后不仅硬度不
同，而且电导率也不同。
铝合金
第二章 涡流检测
图2-13 非屏蔽探头
图2-14 屏蔽探头
4、提离效应的影响
图2-15 提离效应的矢量变化方向
2.1.1 电磁感应现象
• 电磁感应现象是指电与磁之间相互感应的现象，包括电感生磁和 磁感生电两种情况。 1、电感生磁最著名的是奥斯特实验，如图所示。当电流通过导 体时，其附近平行放置的磁针发生偏转，说明在通电导体附近存在 磁场，即电生磁现象。
• 2、电流可以产生磁场，反过来磁场也可以感应产生电场。 实验1：磁铁穿过线圈，如图所示。当穿过闭合导体回路所包围 面积内的磁通量发生变化时，回路中产生感应电流。 实验2：导线切割磁力线，如图所示。当闭合回路中的一段导线 切割磁力线运动时，导线中产生感应电流。
图2-4 磁感生电现象 a)磁铁穿过线圈 b)导线切割磁力线
பைடு நூலகம்
• 根据涡流检测的基本原理，涡流检测的过程为： 激励线圈产生交变磁场→被检测导体材料中感应涡流→涡流磁 场改变原磁场→线圈电压阻抗发生变化→判断被检测导电材料的特 性。 涡流检测过程可分为电生磁、磁生电、电生磁三个过程：探 头通入交变电流，线圈建立交变磁场（电生磁）；探头靠近被检 导电材料，由线圈交变磁场通过导电材料与之发生电磁感应作用， 在导电材料内产生涡流（磁生电）；导电材料的涡流会产生自己 的磁场（电生磁）。
造成涡流流通路径畸形的原因如下：
• 1、由于导电材料不均匀会导致磁导率、电导率的不同，是涡流 流通路径发生改变，导致涡流的大小、相位发生改变。 • 2、如果被检测件存在缺陷（如表面裂纹），则会阻碍涡流流过， 因涡流只能存在于导体材料中，故会导致涡流流通路径的畸变， 最终影响涡流磁场，使得涡流强度降低。 探头放置在被检材料表面上，一旦缺陷干扰了涡流的流动路径 并使涡流的强度减弱，就能被检测出来。
《涡流检测》课件
涡流检测的应用领域
金属材料检测
涡流检测广泛应用于金属材料的检测，如钢铁、铜、铝等，可检 测表面和近表面的缺陷、裂纹、夹杂物等。
非导电材料检测
对于非导电材料，如玻璃、陶瓷等，涡流检测同样适用，可检测表 面和内部的裂纹、气孔等。
复合材料检测
涡流检测在复合材料检测中也有广泛应用，可检测复合材料的层间 缺陷、脱粘等。
电磁感应基础
电磁感应原理
01
当导体在磁场中作相对运动时，会在导体中产生电动势或电流
的现象。
法拉第电磁感应定律
02
当穿过闭合回路的磁通量发生变化时，回路中会产生感应电流
。
楞次定律
03
感应电流的方向总是阻碍引起它的磁通量的变化。
涡流的产生与性质
涡流的产生
当动，形成电涡流 。
VS
详细描述
复合材料检测案例中，涡流检测技术被广 泛应用于复合材料的无损检测。涡流检测 可以快速检测出复合材料中的界面脱粘、 分层等缺陷，且对缺陷的定位和定量精度 较高。同时，案例也分析了涡流检测在复 合材料无损检测中的局限性，如对某些特 定类型的复合材料可能不适用等。
05 涡流检测的未来发展与挑 战
详细描述
管道检测案例中，涡流检测技术被广泛应用于石油、化工、电力等行业的管道无损检测。通过涡流检测，可以快 速检测出管道内部的裂纹、腐蚀等缺陷，提高检测效率，降低维护成本。同时，案例也分析了涡流检测在管道检 测中的局限性，如对非金属材料不敏感等。
金属板材检测案例
总结词
金属板材检测案例展示了涡流检测在金属板材无损检测中的应用，通过案例分析，了解涡流检测在金 属板材检测中的优缺点。
感谢您的观看
THANKS
涡流检测的优缺点
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1.对平缓变化不敏 感，缓变伤可能漏 检
2.可能产生难于解 释的信号
电磁无损检测
14
线圈电感的计算
NDT教育部重点实验室
电磁无损检测
15
NDT教育部重点实验室
§2.2 涡流检测仪器
电磁无损检测
16
涡流检测仪器
原理性仪器 幅值显示仪器
NDT教育部重点实验室
电磁无损检测
17
阻抗平面分析显示涡流仪
电磁无损检测
通信技术等多技术相互融合
4
NDT教育部涡重流检点测实p验pt 课室件
按用途 探伤仪 材料分选仪（电导率仪） 测厚仪 多功能检测仪 技术特性 单频涡流 多频涡流 远场涡流 多通道涡流（涡流阵列检测）涡流扫描成像 电扰动涡流 低频电磁场 视频涡流 焊缝涡流检
有源滤波器的传递函数（A点到B点）为：
ABA(S)
s2
A0Wn2 Wn sWn2
Q
其中 为有源滤波器通带增益； ＝1/(R29*C100)为特 征角频率；
Q为等效品质因数，当其为0.707时幅频响应较平 坦，当大于0.707时，将出现峰值；
B点到C点为一反相放大电路，将激励信号进一步 放大，放大增益为 ACB R36
电磁无损检测
13
NDT教育部重点实验室
优点
缺点
1.对材料性能或形状的
绝对 突变或缓慢变化敏感
式线 圈
2.混合信号易区分出来
3.显示缺陷的整个长度
1.不会因为温度不稳定 差动 而引起漂移
式线 2.对探头的颤动的敏感 圈 度比绝对式低
3.灵敏度比较高.
1.温度不稳定而引 起漂移
2.对探头的颤动差 动式敏感
NDT教育部重点实验室电磁Fra bibliotek损检测18
1、激励电路
NDT教育部重点实验室
激励信号发生器主要是给涡流探头提供所需频率 的正弦波激励信号；
分立器件：电路简单、易起振、频率稳定性较好 ，但是功耗很高，容易产生杂波，不易精确调节 振荡频率
集成芯片：能产生多种波形，且具有频率范围广 、精度高、频率稳定等诸多优点，如MAX038
相位信息，映射成
正弦波幅度的数字
量信号，取DAC输
出模拟量，
电磁无损检测
21
NDT教育部重点实验室
AD9833输出的正弦波信号幅度只有0.6V－0.8V左 右，并且包含有高次谐波分量，不能直接作为探 头的激励信号，必须经过滤波、放大和驱动电路 后才能加载到检测探头之上。
电磁无损检测
22
NDT教育部重点实验室
涡流检测 ppt 课件
书名：涡流检测 ISBN： 978-7-111-41811-5 作者：任吉林 出版社：机械工业出版社 本书配有电子课件
NDT教育部涡重流检点测实p验pt 课室件
涡流检测仪器与器材
宋凯
南昌航空大学 无损检测技术教育部重点实验室
电磁无损检测
2
目录
2 涡流检测仪器与器材 2.1 涡流传感器 2.2 涡流检测仪器 2.3 试样与辅助装置
R1 1 00
L1 C1
测
电磁无损检测
5
低频涡流检测系统
NDT教育部涡重流检点测实p验pt 课室件
金属材料涡流分选系统
SMART-2005智能涡流/
SMART-97专用于飞行器检 超声检测仪
电磁无损检测
6
NDT教育部重点实验室
电磁无损检测
7
NDT教育部重点实验室
电磁无损检测
8
按感应方式
自感式（参量式）
NDT教育部涡重流检点测实p验pt 课室件
12
NDT教育部重点实验室
涡流探头检测的缺陷类型
环绕型线圈：管材或棒材，对纵向且在径向具有 不同深度的裂纹、折叠、未焊透等检测灵敏度高 ；差动式线圈对长条状缺陷端部敏感，对中间区 域无信号；对于管、棒的分层缺陷，信号较小；
放置式线圈：裂纹检测灵敏度高；腐蚀坑采用自 比差动式线圈信号变化平缓；分层缺陷难以发现 ；垂直于试件表面的裂纹，涡流垂直开裂面，探 头以何种角度扫过缺陷，涡流响应都基本一致。
数字合成：能够产生任意波形并达到很高的频率 。但外围电路复杂、成本较高，如AD9833
电磁无损检测
19
NDT教育部重点实验室
MAX038是MAXIM公司宽带波形发生器，产生1Hz20MHz宽频带、高精度、占空比可调的正弦波、 三角波或矩形波；各种波形的输出幅度可达2V（ 峰—峰）；可实现占空比和频率调节。
R37
电磁无损检测
23
NDT教育部重点实验室
加载到探头上的激励信号不光要有一定的电压大 小，还要有一定的驱动电流，而一般运放的电流 驱动能力只有20mA左右，不能满足要求。
其中R41和R43为三极管Q1和 Q3的导通提供偏置电压；当 VD正弦波正半波时，Q3和 Q2导通；当VD为正弦波负 半波时，Q1和Q4导通；R55 和R56选取的越小，E点可提 供的驱动电流越大
互感式（变压器式）
电磁无损检测
9
外穿过式
按应用方式
内穿过式
NDT教育部涡重流检点测实p验pt 课室件
放置式
电磁无损检测
10
绝对式 自比较式 他比较式
按比较方式
NDT教育部重点实验室
电磁无损检测
11
线圈与仪器的连接方式
电桥连接
绝对式
NDT教育部重点实验室
差动式
电磁无损检测
电磁无损检测
24
+ 5V
R 41
Q1
Q3
D
R 12 R 43
Q4
R 55
E
R 56
Q2
-5 V
2、桥式电路
NDT教育部重点实验室
理想状态下C，电源内阻Z0趋近为0;
电源加在AB两端的电压为：
UABE1
CD间输出电压为:
U CDE1(B Z2 Z1 ) Z2Z4 Z1Z3
V C Csin e
NDT教育部涡重流检点测实p验pt 课室件
电磁无损检测
3
一、概述
NDT教育部涡重流检点测实p验pt 课室件
第一代产品－－分立元件，单频，一维显示
第二代产品－－集成电路、平面阻抗，二维显示
第三代产品－－软硬件一体、多频、混频
第四代产品－－数字化、多通道技术、频谱分析、
涡流成像
第五代产品－－DSP技术、阵列技术、集成技术、
电磁无损检测
20
NDT教育部重点实验室
ADI公司生产AD9833，产生正弦波、三角波、方 波输出。AD9833无需外接元件，输出频率和相位 都可通过软件编程，易于调节，频率寄存器是28 位的，主频时钟为25MHz时，精度为0.1Hz，主频 时钟为1MHz时，精度可以达到0.004Hz。
查询表包括幅值和
2.可能产生难于解 释的信号
电磁无损检测
14
线圈电感的计算
NDT教育部重点实验室
电磁无损检测
15
NDT教育部重点实验室
§2.2 涡流检测仪器
电磁无损检测
16
涡流检测仪器
原理性仪器 幅值显示仪器
NDT教育部重点实验室
电磁无损检测
17
阻抗平面分析显示涡流仪
电磁无损检测
通信技术等多技术相互融合
4
NDT教育部涡重流检点测实p验pt 课室件
按用途 探伤仪 材料分选仪（电导率仪） 测厚仪 多功能检测仪 技术特性 单频涡流 多频涡流 远场涡流 多通道涡流（涡流阵列检测）涡流扫描成像 电扰动涡流 低频电磁场 视频涡流 焊缝涡流检
有源滤波器的传递函数（A点到B点）为：
ABA(S)
s2
A0Wn2 Wn sWn2
Q
其中 为有源滤波器通带增益； ＝1/(R29*C100)为特 征角频率；
Q为等效品质因数，当其为0.707时幅频响应较平 坦，当大于0.707时，将出现峰值；
B点到C点为一反相放大电路，将激励信号进一步 放大，放大增益为 ACB R36
电磁无损检测
13
NDT教育部重点实验室
优点
缺点
1.对材料性能或形状的
绝对 突变或缓慢变化敏感
式线 圈
2.混合信号易区分出来
3.显示缺陷的整个长度
1.不会因为温度不稳定 差动 而引起漂移
式线 2.对探头的颤动的敏感 圈 度比绝对式低
3.灵敏度比较高.
1.温度不稳定而引 起漂移
2.对探头的颤动差 动式敏感
NDT教育部重点实验室电磁Fra bibliotek损检测18
1、激励电路
NDT教育部重点实验室
激励信号发生器主要是给涡流探头提供所需频率 的正弦波激励信号；
分立器件：电路简单、易起振、频率稳定性较好 ，但是功耗很高，容易产生杂波，不易精确调节 振荡频率
集成芯片：能产生多种波形，且具有频率范围广 、精度高、频率稳定等诸多优点，如MAX038
相位信息，映射成
正弦波幅度的数字
量信号，取DAC输
出模拟量，
电磁无损检测
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NDT教育部重点实验室
AD9833输出的正弦波信号幅度只有0.6V－0.8V左 右，并且包含有高次谐波分量，不能直接作为探 头的激励信号，必须经过滤波、放大和驱动电路 后才能加载到检测探头之上。
电磁无损检测
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涡流检测 ppt 课件
书名：涡流检测 ISBN： 978-7-111-41811-5 作者：任吉林 出版社：机械工业出版社 本书配有电子课件
NDT教育部涡重流检点测实p验pt 课室件
涡流检测仪器与器材
宋凯
南昌航空大学 无损检测技术教育部重点实验室
电磁无损检测
2
目录
2 涡流检测仪器与器材 2.1 涡流传感器 2.2 涡流检测仪器 2.3 试样与辅助装置
R1 1 00
L1 C1
测
电磁无损检测
5
低频涡流检测系统
NDT教育部涡重流检点测实p验pt 课室件
金属材料涡流分选系统
SMART-2005智能涡流/
SMART-97专用于飞行器检 超声检测仪
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6
NDT教育部重点实验室
电磁无损检测
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NDT教育部重点实验室
电磁无损检测
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按感应方式
自感式（参量式）
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涡流探头检测的缺陷类型
环绕型线圈：管材或棒材，对纵向且在径向具有 不同深度的裂纹、折叠、未焊透等检测灵敏度高 ；差动式线圈对长条状缺陷端部敏感，对中间区 域无信号；对于管、棒的分层缺陷，信号较小；
放置式线圈：裂纹检测灵敏度高；腐蚀坑采用自 比差动式线圈信号变化平缓；分层缺陷难以发现 ；垂直于试件表面的裂纹，涡流垂直开裂面，探 头以何种角度扫过缺陷，涡流响应都基本一致。
数字合成：能够产生任意波形并达到很高的频率 。但外围电路复杂、成本较高，如AD9833
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MAX038是MAXIM公司宽带波形发生器，产生1Hz20MHz宽频带、高精度、占空比可调的正弦波、 三角波或矩形波；各种波形的输出幅度可达2V（ 峰—峰）；可实现占空比和频率调节。
R37
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加载到探头上的激励信号不光要有一定的电压大 小，还要有一定的驱动电流，而一般运放的电流 驱动能力只有20mA左右，不能满足要求。
其中R41和R43为三极管Q1和 Q3的导通提供偏置电压；当 VD正弦波正半波时，Q3和 Q2导通；当VD为正弦波负 半波时，Q1和Q4导通；R55 和R56选取的越小，E点可提 供的驱动电流越大
互感式（变压器式）
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外穿过式
按应用方式
内穿过式
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放置式
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10
绝对式 自比较式 他比较式
按比较方式
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线圈与仪器的连接方式
电桥连接
绝对式
NDT教育部重点实验室
差动式
电磁无损检测
电磁无损检测
24
+ 5V
R 41
Q1
Q3
D
R 12 R 43
Q4
R 55
E
R 56
Q2
-5 V
2、桥式电路
NDT教育部重点实验室
理想状态下C，电源内阻Z0趋近为0;
电源加在AB两端的电压为：
UABE1
CD间输出电压为:
U CDE1(B Z2 Z1 ) Z2Z4 Z1Z3
V C Csin e
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一、概述
NDT教育部涡重流检点测实p验pt 课室件
第一代产品－－分立元件，单频，一维显示
第二代产品－－集成电路、平面阻抗，二维显示
第三代产品－－软硬件一体、多频、混频
第四代产品－－数字化、多通道技术、频谱分析、
涡流成像
第五代产品－－DSP技术、阵列技术、集成技术、
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ADI公司生产AD9833，产生正弦波、三角波、方 波输出。AD9833无需外接元件，输出频率和相位 都可通过软件编程，易于调节，频率寄存器是28 位的，主频时钟为25MHz时，精度为0.1Hz，主频 时钟为1MHz时，精度可以达到0.004Hz。
查询表包括幅值和