第五章 涡流检测
现代无损检测技术第5章：涡流检测技术
12×2—103—4—5—6—2×图1 涡流渗透深度与激励频率的关系图2 藕合线圈的互感电路a) 藕合线圈电路b)互感作用电路c) 藕合线圈等效感电路折合阻抗与一次线圈本身的阻抗之和称为图3 交流电路中电压和阻抗平面图线圈等效电路b)电压向量图c)阻抗向量图图4图5 阻抗平面图a)线圈阻抗平面b)归一化阻抗曲线图5 福斯特的假想物理模型表2 不同频率f/fg 的有效磁导率μeff的值表中：f为涡流检测的激励频率，也称之为工作频率，fg 为特征频率。
f/fg为频率比，它是涡流检测中的一个重要参数。
因此归一化电压为：数所决定，即：a)绝对式2－检测线圈3－管材在裂纹)时。
检测线圈就有信号输出，来实现检测目的。
标准的比较式1－参考线圈2－检测线圈4－棒材线圈感应输出急剧变化的信号。
c)自比较式1－参考线圈2－检测线圈3邻桥臂上。
用于管子检测的探头线圈在交流桥路中的位置电桥个参考线圈。
绝对式探头1 2线圈2 3－软定心导板4－接插件5探伤的材料进行检测。
差动式探头1 2线圈2 3－软定心导板4－接插件5－外壳二. 涡流检测的频率选择用于非铁磁性圆柱形棒料的检测频率选择图图中：IACS 为国际退火铜标准图的使用方法如下：1) 在A 线上取棒料电导率σ；2) 在B 线上取棒料直径d ；3) 将这两点间的连线延长使之与C 线相交；4) C 线上的交点垂直向上画直线，与所需的kr 值所对应的水平线相交得到一点；5) 根据交点在频率图(斜线)中的位置，即可读出所需的工作频率。
只要适当调节控制信号OT的相位，使θ2＝90º，那么，干扰信号的输出为零，而总的信号输出(OC＝OAcosθ1仅与缺陷信号有关，消除了不平衡电桥法工作原理在涡流检测中用作参考标准的人工缺陷的种类和形状检测线圈的阻抗特性表面探头以50Hz的频率检测厚铝板缺陷绝对式探头检测阻抗图b)差动式探头检测阻抗图1、2－裂纹3－表层下洞穴时处理，并将结果在CRT上进行实时显示。
涡流检测原理
涡流检测原理
涡流检测是一种非破坏性的测试方法，常用于检测导体中的表面缺陷和材料的导电性能。
它的原理基于一个重要的物理现象，即当导体中的电流受到变化时，会在导体附近产生涡流。
涡流产生的基本原理是法拉第电磁感应定律。
根据这个定律，当导体中通过电流或者导体相对于磁场的运动时，会在导体的表面上产生电位差。
这个电位差会导致电流在导体表面形成一个闭合环路，即涡流。
通过测量涡流的强度和分布情况，可以得出导体表面的不均匀性和缺陷信息。
当涡流在表面遇到缺陷或者不均匀性时，它们会改变涡流的强度和分布情况。
这些变化可以通过传感器检测到，并转化为电信号进行分析和处理。
涡流检测的实施过程通常包括以下步骤：首先，将被测试的导体放置在磁感应装置中，通过施加交变电流或者交变磁场来产生涡流。
接下来，将传感器放置在导体表面，用于测量涡流的强度和分布情况。
通过对传感器信号的分析，可以确定导体表面的缺陷和不均匀性。
涡流检测的优点包括快速、准确、非接触和适用于各种导体。
然而，它也有一些限制，如对导体材料和几何形状的要求，以及无法检测深层缺陷等。
总之，涡流检测利用涡流的产生和变化来检测导体表面的缺陷
和不均匀性。
它是一种非破坏性的测试方法，在工业领域中广泛应用于质量控制和产品检测中。
涡流检测原理
涡流检测原理涡流检测是一种非接触式的无损检测方法，它利用涡流感应原理来检测材料中的缺陷和异物。
涡流检测广泛应用于航空航天、汽车制造、电力设备、石油化工等领域，成为工业生产中重要的质量控制手段。
涡流检测原理的核心是法拉第电磁感应定律。
当交变电流通过线圈时，会在线圈周围产生交变磁场，如果有导电材料靠近线圈，磁场会在导电材料中感应出涡流。
这些涡流会影响线圈中的感应电流，从而实现对材料缺陷和异物的检测。
涡流检测的原理可以简单概括为三个关键点，涡流感应、缺陷检测和信号分析。
首先，涡流感应是涡流检测的基础。
当交变电流通过线圈时，产生的交变磁场会在导电材料中感应出涡流。
这些涡流会在材料内部产生额外的磁场，从而影响线圈中的感应电流。
通过检测感应电流的变化，可以得知材料中是否存在缺陷或异物。
其次，涡流检测可以实现对材料缺陷的精准检测。
由于涡流是在导电材料中感应出来的，因此可以对导电材料中的各种缺陷进行检测，如裂纹、疲劳损伤、腐蚀、异物等。
而且，涡流检测对材料的尺寸、形状和表面状态要求不高，适用范围广泛。
最后，对涡流检测信号进行分析是保证检测准确性的关键。
涡流检测信号会受到许多因素的影响，如材料的导电性、磁导率、几何形状等。
因此，需要对信号进行精确的分析和处理，以确保对缺陷和异物的准确检测。
总的来说，涡流检测原理是一种基于电磁感应的无损检测方法，具有高灵敏度、高分辨率和快速检测的优点。
它在工业生产中起着重要作用，为保障产品质量、提高生产效率提供了有力的技术支持。
希望本文对涡流检测原理有所帮助，谢谢阅读。
第5讲第五章磁力探伤与涡流探伤
第五章 磁力探伤与涡流探伤
四、涡流探伤 1. 涡流的产生 在图中, 若给 线圈通以变化的交流电, 根据 电磁感应原理, 穿过金属块中 若干个同心圆截面的磁通量将 发生变化, 因而会在金属块内 感应出交流电。由于这种电流 的回路在金属块内呈旋涡形状 , 故称为涡流。 涡流的大小影响着激励线圈中 的电流。 涡流的大小和分布决定于激励 线圈的形状和尺寸、交流电频 率、金属块的电导率、磁导率 、金属块与线圈的距离、金属
第五章 磁力探伤与涡流探伤
六、涡流探伤技术 探伤前的准备: 选择检验方法及设备；对被探件进行 预处理；根据相应的技术条件或标准来制备对比试样 ；对探伤装置进行预运行；调整传送装置。 确定探伤规范:1)选择探伤频率; 2)确定工件的传送速 度; 3)调整磁饱和程度; 4)相位的调整; 5)滤波器频 率的确定; 6)幅度鉴别器的调整; 7)平衡电路的调定 ; 8)灵敏度的调定。 探伤 探伤结果分析 (5)消磁 (6)结果评定 (7)编写探伤报告
UWE磁粉探伤系统, 工件超过 900mm长的新型磁粉探伤机。产 生旋转磁场, 一次过程检测出 任何方向的裂纹；自动周期设 定夹紧、喷淋、充磁和退磁。
UWS系统特别适用 于长工件的裂纹检 查，例如: 大型涡 轮机的叶片探伤( 大约3米长)
第五章 磁力探伤与涡流探伤
4. 磁粉探伤检验程序 根据被探件的材料、形状、尺寸及需检查缺陷的性质、 部位、方向和形状等的不同，所采用的磁粉探伤方法也 不尽相同，但其探伤步骤大体如下: 探伤前的准备 校验探伤设备的灵敏度，除去被探件表 面的油污、铁锈、氧化皮等。 磁化 确定探伤方法 对高碳钢或经热理(淬火、回火、渗碳、 渗氮)的结构钢零件用剩磁法探伤；对低碳钢、软钢用 连续法； 确定磁化方法。 确定磁化电流种类 一般直流电结合干磁粉、交流电结 合湿磁粉效果较好。
第五章_涡流检测
Depth Depth
Standard Depth of
Penetration
(Skin Depth)
Eddy Current Density
High Frequency High Conductivity High Permeability
1/e or 37 % of surface density
非磁性导电基体上非导体覆盖层.镀层厚度的测量.振幅 灵敏性涡流法
用电磁(涡流)法测定电导率的标准实施规程 ASTM 有色金属的电磁(涡流)分类标准规程 ASTM 用涡流仪器测量铝阳极镀层及其它非磁性基底金属绝
缘镀层的厚度标准试验方法 ASTM
涡流检测的基本过程
熟悉要检测缺陷的类型，位置，方向 选择合适的探头类型，适应工件的形状，缺陷对涡流有影响 选择合适的线圈激励频率，对表面缺陷检测，可以使用较高的激励频
率得到高分辨率和高灵敏度，对近表面缺陷，使用较低的激励频率得 到较大的穿透深度，但灵敏度会降低。铁磁材料或者高导电率材料需 要更低的激励频率。 制作参考试样，材料与工件基本一致。人工缺陷类似于待测缺陷 选择和安装仪器和探头 通过试样调节仪器到能方便识别缺陷的信号 放置探头到被测工件表面，仪器设置零点 扫查整个待测表面，扫查过程中要保证探头的稳定，因为探头的抖动 将会影响信号的质量。在自动扫查系统中需要相应的夹具 记录分析数据
壳牌公司开发部向Maclean购买了该专利权， 在探头的研制中获得了很大的成功，并用来检 测井下套管。20世纪60年代初期，壳牌公司应 用远场涡流检测技术来检测管线，检测设备包 括信号功率源、信号测量、信号记录和处理， 做成管内能通过的形式，像活塞一样，加动力 之后即可在管线内运动，取名“智能猪”（见 图3）。此装置于1961年5月9日第一次试用，一 次可以检测80公里或更长的管线。[3]
无损检测技术涡流检测优质课件.
无损检测技术涡流检测优质课件.一、教学内容本节课我们将深入探讨《无损检测技术》教材第五章“涡流检测”部分的内容。
具体包括：涡流检测的原理、检测设备、检测过程以及在实际应用中的案例分析。
二、教学目标1. 理解并掌握涡流检测的基本原理及其在实际应用中的操作方法。
2. 学会分析涡流检测的优缺点，并能针对具体问题选择合适的检测方案。
3. 能够运用所学知识，对实际工程案例进行涡流检测的模拟操作。
三、教学难点与重点教学难点：涡流检测原理的理解，特别是对电磁感应和趋肤效应的掌握。
教学重点：涡流检测设备的选择、操作及应用案例分析。
四、教具与学具准备1. 教具：涡流检测仪、各种金属试块、PPT课件。
五、教学过程1. 实践情景引入（5分钟）展示涡流检测在工业生产中的应用案例，引发学生对涡流检测的兴趣。
2. 理论讲解（20分钟）详细讲解涡流检测的原理、设备及其操作过程。
3. 例题讲解（10分钟）通过具体案例，演示如何进行涡流检测的操作。
4. 随堂练习（10分钟）让学生针对给出的实际工程案例，进行涡流检测的模拟操作。
5. 互动环节（5分钟）学生提问，教师解答，共同讨论涡流检测在实际应用中遇到的问题及解决方法。
六、板书设计1. 涡流检测原理2. 涡流检测设备3. 涡流检测操作过程4. 案例分析七、作业设计1. 作业题目：（1）检测铝合金板材内部的裂纹。
（2）检测铁磁性材料表面缺陷。
2. 答案：（1）采用高频激励，穿透力较强的涡流检测仪。
（2）采用低频激励，灵敏度较高的涡流检测仪。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课是否成功引导学生理解涡流检测的原理，掌握操作方法，并能够针对实际问题进行案例分析。
2. 拓展延伸：鼓励学生课后查阅相关资料，了解涡流检测在航空航天、汽车制造等领域的应用案例，提高学生的实际操作能力。
重点和难点解析1. 涡流检测原理的理解，特别是电磁感应和趋肤效应。
2. 涡流检测设备的选择和操作。
3. 实际工程案例的涡流检测模拟操作。
第五章涡流探伤的基本方法讲课
第五章涡流探伤的基本方法5.1 涡流探伤方法分类根据检测对象，检测要求，检测条件，采用方法不一样5.1.1 按检测线圈的类型分类B（1）穿过式线圈适用于管、棒、线、材等轴对称形状工件的探伤①工件直径小时，灵敏度高线圈覆盖区域小②工件直径大时，灵敏度低线圈覆盖区域大③直径加大时，要放宽灵敏度要求标准7735 中有管直径越大标准伤透孔直径越大，但最大口径不得超过180mm（2）探头式线圈适用于管、棒、线、材等圆形工件的探伤也适用于板、坯、带、材等平面型工件的探伤①扫描检查方式效率较低覆盖的区域较小灵敏度高精度高②探头尺寸一旦确定检测灵敏度不在与被检工件的大小有关（3）马鞍式线（圈扇形探头）适用于直焊缝，焊管焊缝检查①与穿过式线圈相比，马鞍式线圈的磁场为开放型有一部分磁力线泄露在空气中而损失掉，所以灵敏度低一些②马鞍式线圈的尺寸一旦确定，其检测灵敏度与被检焊管的直径大小关系不大按绕组的电路连接方式不同分为三种1绝对式线圈2自比式线圈3他比式线圈以上三种特点见第四章5.1.2 按检测线圈与被检工件的相对运动方式分类（1）探头不动，工件直线前进 A这是自动化探伤中应用最多的一种方式①适用于管、棒、丝、直焊缝的马鞍式②速度快③设备简单④实现对整个表面检查⑤调整操作简单此种方法对大口径管、棒、材穿过式线圈的灵敏度低，可采用沿管、棒、材圆周安放几个扇形线圈的方式，对于钢轨可用多个放置式探头将钢轨包围探测（2）探头旋转，工件直线前进 B当灵敏度要求较高时采用注意：①信号耦合问题转速一般在2000r/min 棺材直径小于200mm工件②抑制提离对探伤影响（3）探头不动，工件螺旋前进 C①适用于较大直径管、棒自动化探伤管子直径大于180mm 棒的直径大于100mm时旋转头难于制作，此时用点探头不动的方法可以提高灵敏度②这种探伤的检测速度较慢（1）工件原地旋转，探头直线前进C①适用于超大直径钢管、轧辊探伤的工作方式，当直径大于500mm以上时使用工件原地旋转，探头直线前进②不易实现在线检测（2）探头横向扫查，工件直线前进 C①适用于大面积试件表面检测的工作方式5.2 探伤前的技术准备5.2.1 探伤方法的选择B首先考虑被探工件的材质、形状、数量，其次考虑工件的用途、灵敏度、探伤速度、探伤可靠性见书P87 举例5.2.2 检测线圈的选择B（1）线圈类型的选择①考虑试件的形状和大小来选择线圈②取信号的方式自比差动：取电压变化↘要与仪器电特性一致，要与仪器匹配ŋŋ自比桥式：取阻抗变化↗③考虑被检缺陷的类型轴向缺陷用点探头，根据缺陷的取向考虑选择探头注意对分层缺陷用U型线圈（2）线圈参数的选择①穿过式线圈要考虑填充系数，填充系数过大，灵敏度高，磁场强度的变化率较大，易出现抖动噪声，同时擦伤试件损坏线圈，填充系数过小，灵敏度低。
涡流检测
电导率
磁导率
测量金属试件的电磁参数； 金属热处理状态的鉴别； 金属材料的分选；
金属材料成分含量、杂质含量的 鉴别。
提离效应、厚度效 应、充填效应等
金属试件上涂、镀等膜层测量； 板材测厚； 位移、振动测量； 液面位置、压力等的监控； 试件尺寸、形状测量等。
1 1 f
2
渗透深度 与频率 f 的平方根成反比。
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。
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
阻抗，即线圈空载阻抗，X1L1 为空载的 感抗。
Z 2 2 R 2 jL 2 R 2 j2 X 表示涡流环的自阻
抗，X2L2为涡流环的感抗。
Z 12 jX MjM 表示检测线圈与涡流环的
耦合阻抗，XMM称为耦合电抗。
➢反射阻抗与视在阻抗
反射阻抗： Z1' 1R' jX'
表示被测导体上的涡流场对检测线圈 的影响。
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。
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。
第三节 涡流阻抗分析法
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第五章涡流检测涡流是当金属导体处在变化着的磁场中或在磁场中运动时，由于电磁感应作用而在金属导体内产生的旋涡状流动电流。
(我们在实践中会遇到一些涡流现象，如金属存在电阻，当电流流过金属导体内时会产生焦耳热。
工业上利用这种热效应制动了高频感应电炉来冶炼金属。
这种电炉的炉壁上绕有线圈，当线圈接通高频大功率电源时，炉体内随之产生很强的高频交变磁场。
在炉体放置一定数量的金属，金属中便产生强大的涡流致使金属被加热至熔化。
) 涡流检测具有以下特点：①由于检测是以电磁感应为基础的，探头线圈不需接触工件，因此检测速度快。
（对管、棒材。
每分钟可检测几十米，线材可检测几百米实）易于实现自动化检测。
②对工件表面和近表面的缺陷，有较高的检测灵敏度。
③能在高温状态下，对管、棒、线材和坏料等进行检测。
④涡流检测技术是一种多用途的检测技术，除探伤外，还能测量工件、涂层的厚度、间隙以及工件的机械和冶金性能等。
⑤能提供缺陷的信息。
⑥实验结果可与检测过程同时得到，记录可长时期保存。
由于感生涡流渗入工件的深度与频率的平方根成反比（感生涡流具有趋肤效应）。
这个深度不大，因此，涡流检测目前只能检测表面及近表面的缺陷。
另外，因为影响涡流检测的因素如导电率、磁导率、缺陷、工件形状和尺寸以及探头线圈与工件之间的距离等，要取得所希望得到的检测参数，需要较复杂的信息处理技术。
还有涡流检测对复杂表面的检测效率低。
第一节 涡流检测的物理基础一、材料的导电性(一)材料的导电率根据欧姆定律，沿一段导体流动的电流强度与其两端的电位差成正比。
即：RU I = 根据一定材料的导体，它的电阻与导体长度(L)成正比，与导体的截面积(S)成反比。
即：SL R ρ= 我们称ρ为导体的电导率单位为：(Ω·mm 2/m)或(μ·Ω·cm)(二)影响电导率的因素1．杂质含量如果在导体中掺入杂质，杂质会影响原子的排列，引起电阻率的增加。
2．温度随着导体的温度升高，导体内的原子热振动加剧，自由电子的碰撞机会增加，电阻率随之增加。
3．冷热加工材料的冷热加工，可能产生内应力而使原子排列结构变形。
这时，电子受到碰撞次数增加，电阻率也会上升。
4．合金成份对于固溶合金(杂质在基体金属内均匀分布)，一般说来电阻率随着合金成分的增加而增加。
二、材料的磁特性(一)磁场及其量度(略)(二)电流产生的磁场(略)(三)材料的磁特性(略)(四)影响磁导率的因素1．化学成份和热处理状态材料的化学成份和热处理状态不同，表现的磁导率也不同。
如不同含碳量的碳钢，在退火状态比淬火材料磁导率要高，而随着含碳量的提高，相对磁导率也会降低。
2．冷加工如300系列不锈钢非磁性的奥氏体钢经冷却加工后形成马氏体相，就会增加磁导率。
相反，大多数铁磁材料的导磁率会减小。
3．温度各种磁性材料的居里点：铁(769℃)、钴(1118～1124℃)、镍(353～358℃)、钇(16℃)、渗碳体Fe 2C(215℃)、硫化铁FeS(320℃)、四氧化三铁Fe 3O 4(575℃)、三氧化二铁Fe 2O 3(620℃)、软磁铁氧体(50～600℃)三、电感感应(一)电感感应现象楞次定律：闭合回路中产生的感应电流有确定的方向，它所产生的磁通总是企图阻碍原来磁通的变化。
(二)电磁感应定律闭合回路(螺线管回路)中产生的感应电流，是由于这回路中有电动势存在。
法拉第最先确定了这种电动势的大小和磁能量变化间的数量关系。
法拉第根据能量守恒定律推导得出：dtd φε= 式中：ε－感应电动势d φ/dt －是磁通随时间的变化量上式为单匝线圈的回路，对于n 匝线圈的回路其电电势为： dtd φn -＝ε 在MKS 单位制中，各物理量的单位如下：ε－伏特、n －匝、d φ－韦伯、dt －秒(三)自感应现象在任意闭合回路中，当接有线圈和负载时，回路中的电流在空间作一点所产生的磁感应强度，和电流强度成正比，因此，磁通量也和电流成正比。
即有：φ=L 0·I比例系数L 0叫做回路中的自感系数，它与回路的几何形状、大小、匝数及回路中的介质有关。
自感系数的常用单位是享利。
回路中的自感电动势ε0的关系式为： t I -L 00∆∆=ε (四)互感应现象如果有两个螺线管线圈的闭合回路靠在一起，当第一个通上电流I 1，在第二个回路中就会产生感生电流。
如果第二回路的互感系数为L 21(享利)，在第二回路中产生的感生电动势ε2，则有：dtdI -L 1212=ε第二节 涡流检测的基本原理一、涡流的产生及其数学表达式将两上线圈作中安排，当线圈1中通过变化电流时，会在另一个线圈中产生感生电动势。
如果线圈2是闭合的，就会有电流流过。
若用金属板来取代线圈2，这时金属板的匝数相当于1，电阻为R(电阻很小)的一个线圈，在金属板内同样会产生感生电流。
由于这种电流的形状呈旋涡状，故称为涡流。
涡流现象可用下面的数学等式进行描述：如果通过探头线圈的电流是正弦电流，则有：t)sin(I 0p ω=i该电流所产生的磁通量φp 与线圈的圈数N 和电流i p 成正比： φp ∝N ·i p如果探头线圈靠近工件，工件中将会产生涡流：s s Z μM i s =式中：M －线圈和试件的互感Z s －试件的阻抗μs －试件的磁导率试件当中的电导率、磁导率、缺陷以及厚度等尺寸的变化都会引起Z s 的改变，所以通过检测i s 的变化就可以检测工作的材质、尺寸和完整性。
根据楞次定律，涡流磁场和探头线圈所产生的磁场相反，故总的磁通量为：S P E -φφφ=式中：φS 是涡流产生的磁通；φP 是线圈产生的磁通；φE 是在探测试件时线圈中的总的磁通量。
涡流的减少，引起线圈磁通量的减少，就等于线圈阻抗的减少。
二、涡流的基本性质1．在垂直于磁力线的平面内流动，呈旋涡状，通常涡流的流动路径平行于线圈的线阻，也平行于工作表面（决定于探头线圈的结构）。
涡流仅局限于变化磁场存在的区域。
2．因为感应电动势与磁感应的磁通量的变化速度成正比，所以磁场变化愈快，即交流电流的频率愈高，所产生的涡流愈大。
3．交流电流的频率还决定了涡流在试件中流动的深度。
我们所它叫穿透深度，随着频率的升高，穿透深度减小，涡流的分布均集中在试件的表面。
（产生趋肤效应的原因是：工件中不同深度流动着的涡流都要产生一个与原磁场相反的磁场，这使得总的磁通量减少并随着深度的增加涡流也大大的消弱。
换句话说，靠近表面的涡流可以看作为对线圈磁场的屏蔽，因而随着深度的增加减弱了磁场并减少了感生电流。
）4．如果在无限大的平面导体内，涡流密度随着深度的增加呈指数地减小。
三、缺陷信号的接收缺陷所产生的信号取决于受缺陷影响的电流信号的幅度和相位。
位于表面比较小的缺陷和内部比较大的缺陷可能在线圈阻抗幅度上产生同样的变化。
但是因为信号随深度变化产生相位滞后，这将是线圈阻抗矢量不同的特征，这一效应能帮助确定缺陷的位置。
对于无限厚的材料：)(X 弧度δβ=当X 为1mm 时：︒⨯=57Xδβ式中：X －表示离表面的距离β－表示表面的涡流信号和表面下的距离X 处的涡流信号之间的相位差当X 等于穿透深度δ时，即为1mm 时，相位滞后为57°，或者一个弧度。
如果δ穿透深度为以上2倍时（2mm ），则反馈信号的涡流相位滞后表面涡流相位.114°。
在有限厚度的试件中，涡流相位滞后和标准相位滞后相比稍小一些。
相位滞后在涡流检测信号分析中起着重要的作用。
（这里的相位滞后不要误解为交流中电压和电流之间的相位角，实际上，感应电流和感应电压随着深度的变化都有相位滞后的问题。
）第三节 涡流检测设备一、探头及其阻抗涡流检测是通过测量涡流在工件中的流动分布来实现的。
涡流的流动和分布是间接地测量探头的阻抗来完成的。
所以，有必要讨论一下探头的基本结构及其阻抗。
简单的涡流探头就是一只线圈，是一个电感和电阻串联的电路，电感表示线圈的电抗部分，而电阻表示线圈中导线及其电缆的电阻。
在涡流检测中，如果探头线圈接近工作之后，探头的电阻分量或抗分量的改变都会改变阻抗矢量端点ρ的位置，ρ点通常称为“工作点”。
2．接触工件后的探头模型检测探头线圈靠近或放置在工件上时，线圈可以被看成是变压器的初级绕组。
交流在线圈中所产生的磁场在工件中感应出涡流，这时工件的作用正如一个单匝的次级线圈绕组。
涡流产生的磁场将线圈中的磁通φp减弱。
如果工件中有缺陷或者材质、尺寸的变化，会引起Zs改变，可以通过测量探头线圈两端的电压Vp(Vp=TpZp)来“感知”Zs的变化。
根据变压器工作原理，Zp随次极的负载而变化，所以通过测量Zp可以得到次极负载中（即工件）电阻分量Rs和电感分量Ls的变化。
（涡流检测中有时也采用收、发探头，它使用两个线圈。
）二、涡流检测仪涡流检测仪的各类仪器电路的组成有所不同，但工作原理基本是相同的。
涡流检测仪的基本原理：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，然后通过信号检出电路取出线圈阻抗的变化，其中包括信号放大、信号处理消除干扰，最后显示检测结果。
1．振荡器振荡器的作用是产生一个交变电流(通常是正弦电流)。
频率一般在1KH至几MHz，固定频率或连续可调。
对于某些特殊应用，也可产生更低或更高的频率，甚至使用脉冲电流激励探头线圈。
(在确定检测频率时，要考虑材质、试样尺寸等因素。
)2．电桥电桥的作用是利用电桥的平衡检测功能检测探头阻抗的微小变化(因为探头经过缺陷，有时阻抗的变化还小于1%)，从而给放大器提供变化的信息信号。
3．放大器放大器用于放大微弱的输入信号，提高检测灵敏度。
一个较好的涡流检测仪，放大器增益可达80分贝左右。
4．移相器将某一个给定的电压矢量旋转一个固定的相角的装置称为移相器，为了选择任意相角，移相器最好能进行360°移相而且保持输出辐度不变。
移相器的作用主要是提供参考相位。
5．相敏检波器相敏检测器的作用主要是选择控制信号的相位和干扰信号相差90°进行检波，在输出信号中消除干扰信号而保留有用信号(因为干扰信号和有用信号之间存在相位差)。
(一般采用场效应管作为开关元件。
)6．滤波器滤波器的作用是选择合适的通过频率来滤掉干扰信号。
如探头和工件之间间隙变化、工件因加工工艺(轧、热处理、校直等)而引起的材质变化都会产生一个低频调幅波，而缺陷一般产生的是时间短的高频调制波。
7．幅度鉴别器幅度鉴别器的作用是建立一个鉴别电平，这样，在此电平以下的噪声信号均可滤掉，提高信噪比，有利于缺陷信号的观察和分析，提高检测结果判断的准确性。
(因为经过相位分析和频率分析以后除了有用信号外，还伴有被测信号同一数量级的杂波干扰信号，这些杂波的存在会给缺陷信号的观察带来不便。