涡流探头
涡流探伤是一种无损检测的方式，利用的基本原理是电磁感应。
探伤机之所以能够成功探测被测物体的缺陷，靠的就是探头，探头无论对于探伤机本身，还是进行无损检测，都起着重要作用。
涡流探头使用中可能会出现一些小故障，我们来看看解决方案吧。
在涡流检测当中，有时候可能会检测不到信号，或者对涡流检测探头的检出信号产生了怀疑，可以采用下面的措施对探头做一些简单有效的测试。
仔细核对操作频率是否在探头的工作频率范围之内。
如果探头没有进行适当的平衡，仪器可能会进入“饱和状态”譬如如由提离，缺陷或者边缘效应所产生的信号互相叠加，没有相位差，饱和状态就发生了。
这有可能是因为频率太高了，或者探头线圈和平衡线圈不匹配。
试试降低探头的激励电压，因为有些探伤仪器有很高的输出电压，可能远超过了探头的承受范围。
试试移动探头的电缆连接线，特别是它和探头的接口处很容易损坏。
假如屏幕显示信号断断续续，那么需要更换这条接线了。
并且，可能需要清洁连接头。
仔细查看涡流探伤仪器的滤波器设置。
现在许多探伤仪器都提供大范围的高通滤波和低通滤波器，这些对抑制干扰、提取缺陷信号非常有用，但如果设
置不当，会引起各种现象，诸如出现死点，或者信号很小又严重扭曲等现象。
高通滤波器设置不当总是可能会给平衡点带来死点，在高增益设置下，警如用
于旋转式探头扫描时，死点将会在平衡点上静止不动。
对于手动操作，可以将
高通滤波器关闭或设置为0Hz。
低通滤波器则会使得显示信号依赖于扫捕速度，手动使用的典型值设置是100Hz, 但如果信号太嘈杂，则须率可能要减小，扫
描速度也需要随之降低，以减小噪声信号。
检查探头的测试表面，看看是否已经受伤或者毁坏了。
观察存在的线痕或
其他破坏，有可能的话在探头表面使用聚四氟乙烯磁带，这将会降低了探头磨损，并防止可能接触铁氧体，因为那样会产生大的噪声信号。
如果需要设置高信噪比时，在线圈和孔内表面间插入一小块片海绵或者泡
沫橡胶来增强接触是一个好的方式，这种技术会大大减小噪声、增加检测灵敏度。
南京博克纳自动化系统有限公司总部位于美丽的中国古都南京，是国内专
业研制无损检测仪器及设备的高科技企业。
公司致力于涡流、漏磁和超声波仪
器及各种非标设备的研制，已拥有自主研发的多项国家专利。
产品被广泛应用
于航天航空、军工、汽车、电力、铁路、冶金机械等行业。
产品出口：美国、
俄罗斯、德国、新加坡、泰国、印度、香港、南非、台湾、越南、哈萨克斯坦、伊朗、日本、韩国、巴西。
博克纳科技作为无损检测仪器及设备、传感器开发的公司，一直是研发和
制造高质量、高性能无损检测仪器及设备的创新厂家。
我们以客户为中心提供
设计服务，以满足用户的不同应用需求。
公司与国内有名的院校、科研所组成了社会化科研协作网络，具有强大的研发、生产能力。
保证了公司的工业无损检测技术国内、国际过硬的技术地位。
电涡流传感器(位移)
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1 电涡流式传感器原理
电涡流探头结构
1—电涡流线圈 2—探头壳体 3—壳体上的位置调节螺纹 4—印制线路 板 5—夹持螺母 6—电源指示灯 7—阈值指示灯 8—输出屏蔽电缆线 9—电缆插头
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2 电涡流传感器测量电路
电桥测量电路 在进行测量时，由于传感器线圈的阻抗发生变化，使电桥 失去平衡，将电桥不平衡造成的输出信号进行放大并检波， 就可得到与被测量成正比的输出。 谐振法 谐振法主要有调幅式电路和调频式电路两种基本形式。调 幅式由于采用了石英晶体振荡器，因此稳定性较高，而调 频式结构简单，便于遥测和数字显示。
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1 电涡流式传感器原理
高频反射电涡流传感器等效电路
R
M
R
1
U
·
1
I
·
1
I
L
1
·
2
L
2
Z1=R+jωL1 RI1+jωL1I1-jωMI2=U1 -jωMI1+R1I2+jωL2I2=0
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1 电涡流式传感器原理
传感器线圈的等效阻抗
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1 电涡流式传感器原理
电涡流传感器分类 涡流传感器在金属体上产生的电涡流， 涡流传感器在金属体上产生的电涡流，其渗透深度从传感器线圈自身 原因来讲主要与励磁电流的频率有关， 原因来讲主要与励磁电流的频率有关，所以涡流传感器主要可分高频 反射的低频投射两类。 反射的低频投射两类。
电涡 传感 （
涡流探头工作原理解析
涡流探头工作原理解析涡流探头是一种常用的非接触式传感器，广泛应用于工业领域，用于测量金属零件表面缺陷、厚度、硬度和导电性等参数。
在本文中，我将深入探讨涡流探头的工作原理，并分享我的观点和理解。
1. 介绍和背景涡流探头是基于涡流现象的原理而工作的。
涡流是指当导体（通常是金属）受到交流磁场作用时，在其表面形成的电流环流。
这种环流会引起额外的电磁感应，从而导致了涡流损耗。
基于这个原理，我们可以利用涡流损耗来测量金属表面的一些性质。
2. 涡流探头的构造和工作方式涡流探头通常由一个线圈和一个磁芯组成。
线圈中通入高频交流电流，产生交流磁场。
磁芯用于聚集和集中磁场，以增强探头对待测物体的敏感度。
当涡流探头靠近金属表面时，如果表面有任何缺陷或变化，涡流就会受到影响，从而改变了线圈中的电压、电流或阻抗。
3. 物理效应的解释涡流探头工作原理的核心是涡流现象。
当交流磁场穿过金属表面时，它会在表面引发涡流环流。
这种环流受到电阻和导电性的影响，从而形成了磁场的散射和损耗。
涡流的强度和分布受到金属的参数以及缺陷或变化的影响。
通过测量涡流探头感测到的电压、电流或阻抗的变化，我们可以推导出金属表面的性质或缺陷的存在。
4. 应用领域和实际案例涡流探头在许多工业领域得到了广泛的应用。
在质量控制和无损检测中，涡流探头可以检测金属零件表面的裂纹、划痕或其他缺陷。
在汽车制造业中，涡流探头可以用于测量车身板材的厚度，以确保质量标准的符合。
在材料科学研究中，涡流探头可以用于评估材料的磁导率或电导率等参数。
5. 涡流探头的优势和局限性涡流探头具有许多优点。
它是一种非接触式传感器，适用于敏感或易损坏的表面测量。
它可以快速而准确地检测到表面缺陷或变化。
然而，涡流探头也有一些局限性。
它只适用于导电性材料的测量，对于非导电或非金属材料不适用。
涡流探头的灵敏度和深度有一定限制，需要根据具体应用进行选择和调整。
涡流探头是一种基于涡流现象的非接触式传感器，用于测量金属零件表面的性质和缺陷。
电涡流探头原理及安装
电涡流(wōliú)传感器探头(tàn tóu)的原理(yuánlǐ)以及实际应用和安装一、概述(ɡài shù)我公司(ɡōnɡ sī)#1、#2小汽轮机TSI（汽轮机监视系统）使用美国本特立.内华达公司生产的3500 电涡流传感器系统，本系统为我公司#1、#2小机TSI系统提供准确可靠的监测数据。
在#1、#2小机TSI系统中主要使用了本特立.内华达公司的3500 XL 8 mm 电涡流传感器，这种电涡流传感器提供最大80 mils (2 mm)线性范围和200 mV/mil的输出。
它在大多数机械监测应用中用于径向振动、轴向位移、转速和相位的测量。
二、工作原理电涡流传感器可分为高频反射式和低频透射式两类，我公司主要使用高频反射式电涡流传感器，下面将对其工作原理作以阐述：电涡流传感器是基于电磁感应原理而工作的，但又完全不同于电磁感应，并且在实际测量中要避免电磁感应对其的干扰。
电涡流的形成：现假设有一线圈中的铁心是由整块铁磁材料制成的，此铁心可以看成是由许多与磁通相垂直的闭合细丝所组成，因而形成了许多闭合的回路。
当给线圈通入交变的电流时，由于通过铁心的磁通是随着电流做周期性变化的，所以在这些闭合回路中必有感应电动势产生。
在此电动势的作用下，形成了许多旋涡形的电流，这种电流就称为电涡流。
电涡流传感器的工作原理如下图所示：当线圈中通过高频电流i时，线圈周围产生高频磁场，该磁场作用于金属体，但由于趋肤效应，不能透过具有一定厚度的金属体，而仅作用于金属表面的薄层内。
在交变磁场的作用下金属表面产生了感应电流Ie，即为涡流。
感应电流也产生一个交变磁场并反作用于线圈上，其方向与线圈原磁场方向相反。
这两个(liǎnɡ ɡè)磁场相互叠加，就改变了原来线圈的阻抗Z，Z的变化仅与金属导体的电阻率ρ、导磁率u、激励电磁强度i、频率f、线圈(xiànquān)的几何形状r以及线圈与金属导体之间的距离有关。
无损检测仪器涡流检测设备探头性能和检验
无损检测仪器涡流检测设备探头性能和检验1 范围GB/T 14480的本部分规定了探头与它的连接部件的功能特性、测量和检验方法。
通过对这些性能的评价使得准确的描述和比较涡流检测设备成为可能。
通过仔细选择系统性能，可以设计出符合要求的专用涡流检测系统。
本部分的规定亦适用于涡流辅附设备。
本部分未规定检验性能的技术指标，也未规定验收准则，这些内容在应用技术文件中给出。
2 规范性引用文件下列文件对本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
ISO 12718，无损检测涡流检测词汇（Non-destructive testing—Eddy current testing—Terminology）3 术语和定义ISO 12718 界定的术语和定义适用于本文件。
4 探头和连接部件的性能4.1 基本性能4.1.1 应用应根据指定的应用要求选择探头和连接部件。
应根据所用的仪器设计探头和连接部件。
4.1.2 探头的类型探头按下列方式分类：——被检验材料的种类，如铁磁性材料、高电导率的非铁磁性材料或低电导率的非铁磁性材料；——结构，例如：发射接收分离式探头或发射接收一体式探头；——系列，例如：共轴式探头、表面探头；——测量方式，例如：绝对式、差动式；——检测用途，例如：不连续检测、分选或测厚等；——专有特征，例如：聚焦、屏蔽等。
4.1.3 连接部件连接部件可以包括：——电缆和（或）延长部分；——接线端子；——滑环；——旋转头；——电感耦合器；——有源部件，例如多路切换器，放大器等。
4.1.4 物理特性应包括下列内容：——外形尺寸和形状；——重量；1——机械安装要求；——型号和编号；——探头外壳的材料；——探头探测面保护层材料的成分和厚度；——有无磁芯或屏蔽及其用途；——连接部件的类型（见4.1.3）；——方向标识（最大灵敏度的方向，见6.2.3.3）；——位置标识（电中心，见6.2.3.4）。
4电涡流传感器详解
电涡流传感器
本章学习电涡流传感器的
原理及应用，并涉及接近开关
的原理、结构、特性参数及应
用。
2018/10/11 1
第一节
电涡流传感器工作原理
当电涡流线 圈与金属板的距 离x 减小时，电 涡流线圈的等效 电感L 减小，等 效电阻R 增大。 感抗XL 的变化比 R 的变化 大 得 多，流过电涡流 线圈的电流 i1 增 大。 2
电涡流效应演示
2018/10/11
电涡流的应用 ——在我们日常生活中经常可以遇到
干净、 高效的 电磁炉
2018/10/11
3
集肤效应
图4-1是电涡流传感器工作原理示意图。当高频 （100kHz左右）信号源产生的高频电压施加到一个靠 近金属导体附近的电感线圈L1时，将产生高频磁场H1。 如被测导体置于该交变磁场范围之内时，被测导体就 产生电涡流i2。i2在金属导体的纵深方向并不是均匀分 布的，而只集中在金属导体的表面，这称为集肤效应 （也称趋肤效应）。
如果控制上式中的 i1、 f 、 、 、 r不变，电 涡流线圈的阻抗Z就成为哪个非电量的单值函数？ 属于接触式测量还是非接触式测量？
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等效阻抗与非电量的测量
检测深度的控制：由于存在集肤效应，电 涡流只能检测导体表面的各种物理参数。改变f， 可控制检测深度。激励源频率一般设定在 100kHz~1MHz。频率越低，检测深度越深。
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位移传感器的分类
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30
偏心和振动检测
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通过测量间隙来测量径向跳动
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32
测量弯曲、波动、变形
电涡流探头工作原理
电涡流探头工作原理
电涡流探头是一种用于检测金属材料表面缺陷的非接触式检测装置。
其工作原理基于涡流效应，涡流效应是指当导体材料置于交变电磁场中时，产生的感应电流所激发的电流环流。
具体工作原理如下：
1. 提供交变电流：电涡流探头通过外部供电源提供交变电流。
通常，电涡流探头是由线圈和交流电源组成的。
2. 电磁感应：当电涡流探头靠近目标金属表面时，交变电流会在金属表面内产生交变磁场。
3. 涡流感应：金属材料内部的交变磁场通过涡流效应作用，会产生感应电流。
这些感应电流会沿着金属表面形成环形或螺旋状电流路径。
4. 电磁衰减：产生的涡流感应电流会导致金属材料内部的电磁能量衰减。
这种衰减与金属材料表面是否存在缺陷有关。
5. 探测缺陷：电涡流探头检测感应电流的大小和衰减率。
缺陷会改变感应电流的幅度和衰减速度。
通过测量感应电流的变化，可以判断金属材料表面是否有缺陷，如裂纹、坑洞、腐蚀等。
总之，电涡流探头工作原理是利用交变电流激发金属材料内的涡流感应电流，并通过测量感应电流的变化来检测金属材料表面的缺陷。
这种非接触式的检测方法广泛应用于金属材料的质量控制和无损检测领域。
使用无损检测技术进行涡流检测的操作步骤与技巧
使用无损检测技术进行涡流检测的操作步骤与技巧涡流检测是一种常用的无损检测技术，可以用于检测金属零件和材料的表面和近表面缺陷。
本文将介绍使用无损检测技术进行涡流检测的操作步骤和技巧。
涡流检测技术基于洛伦兹力原理，通过传导电流产生的涡流感应磁场来检测金属材料表面和近表面缺陷，如裂纹、疲劳等。
以下是进行涡流检测的操作步骤和技巧：1. 准备工作：在进行涡流检测之前，需要准备一些必要的设备和工具，包括涡流检测仪、涡流探头、导电液和表面清洁剂等。
确保设备的正常工作状态，并根据被检测材料的特性选择合适的涡流探头和参数。
2. 表面准备：对待检测物体的表面进行准备是保证涡流检测精确性的关键。
首先，清洁被检测材料的表面，去除表面的污垢和润滑剂等。
可以使用表面清洁剂和纯酒精等清洁剂进行清洗。
然后，确保表面平整，没有凸起或陷入的部分，以免影响涡流探头与被检测材料的接触。
3. 设置仪器参数：根据被检测材料的性质和缺陷的特点，合理设置涡流检测仪的参数。
这包括选择适当的频率、电流和工作模式等。
一般而言，高频率适用于检测表面缺陷，而低频率适用于检测深层缺陷。
4. 涡流探头选择：根据被检测物体的类型和形状，选择合适的涡流探头。
涡流探头有多种形状和尺寸，如线圈型、环形和块状等。
正确选择涡流探头可确保信号的传递和反应的准确性。
5. 涡流检测操作：将涡流探头与被检测材料保持平行或垂直接触，然后逐步移动，覆盖整个被检测区域。
应用适当的压力，保持涡流探头与被检测材料的紧密接触。
移动速度应适中，不过快或过慢，以免影响检测结果。
6. 结果分析：通过检测仪器观察和分析得到的信号，判断是否存在缺陷。
缺陷一般表现为信号的幅度变化、形态变化或峰值的出现。
熟练的操作者可以根据信号的特点和峰值位置准确判断缺陷的位置和性质。
7. 结果记录：对涡流检测结果进行记录是保留检测数据、进行评估和跟踪的重要步骤。
可以使用图表、照片和文字描述等方式记录检测结果。
同时，应该注意保护被检测材料的安全性，避免进一步损坏。
电涡流传感器的结构与特性.
《传感器应用技术》课程
4-3电感式传感器
4-3-1 电涡流传感器的结构与性能
《传感器应用技术》
目 录
1
电涡流传感器的结构
2
电涡流传感器的性能
《传感器应用技术》
电涡流探头内部结构
传感元件：电涡流探头。 是一个固定在框架上的扁平线圈，激励源频率较高（数十千赫至数兆赫）。
《传感器应用技术》
电涡流探头性能
被测体材料、形状对灵敏度的影响 （1）被测体材料： 对非磁性材料：被测体的电导率越高，灵敏度越高 对磁性材料：磁导率影响是电涡流线圈的感抗，磁滞损耗 影响电涡流线圈的 Q值，灵敏度视具体情况而定
（2）被测体形状 圆盘状物体：物体直径应大于线圈直径的2倍以上，否则 轴状圆柱体的圆弧表面：直径必须为线圈直径的4倍以上
交变磁场
电涡流探头外形
《传感器涡流线圈 4—印制线路板 7—阈值指示灯
2—探头壳体 3—壳体上的位置调节螺纹 5—夹持螺母 6—电源指示灯 8—输出屏蔽电缆线 9—电缆插头
《传感器应用技术》
电涡流探头性能
CZF-1系列传感器的性能
分析上表： 探头的直径与测量范围及分辨力之间有何关系？
灵敏度降低
《传感器应用技术》
电涡流探头性能
大直径电涡流探雷器
电涡流传感器应用
安检门演示
当有金属物体穿 越安检门时报警
2010-12-23
32
六、电涡流表面探伤
手持式裂纹测量仪
油管探伤
2010-12-23
33
滚子涡流探伤机
（参考无锡市通达滚子 参考无锡市通达滚子 有限公司资料 有限公司资料）
滚子涡流探伤机 是由计算机控制的轴 承滚子表面微裂纹探 伤的专用设备， 伤的专用设备，可探 出深 30µm的表面微小 的表面微小 裂纹。 裂纹。
2010-12-23
34
手提式探伤仪外形
（参考厦门爱德华检测设备有限公司资料）
2010-12-23
35
掌上型 电涡流 探伤仪
2010-12-23
36
用掌上型电涡流探伤仪检测飞机裂纹
2010-12-23
37
台式电涡流探伤仪
2010-12-23
38
花瓣阻抗图
2010-12-23
39
2010-12-23
23
各种测量转速的传感器及其与齿轮的相对位置
2010-12-23
24
齿轮转速测量
下图中， 例： 下图中，设齿数z =48，测得频率 ， f=120Hz，求该齿轮的转速 。 ，求该齿轮的转速n
2010-12-23
25
电动机转速测量 电动机转速测量
2010-12-23
26
四、镀层厚度测量
6
某V系列电涡流位移传感器的机械图
2010-12-23
7
四线制电涡流位移传感器的接线说明
该位移传感器同时具备两种动作输出状态， 该位移传感器同时具备两种动作输出状态，用 户可选择从高电压向低电压转变、 户可选择从高电压向低电压转变、和从低电压向高 电压转变两种方式，分别称为NPN PNP输出模式 NPN和 输出模式， 电压转变两种方式，分别称为NPN和PNP输出模式， 俗称为常开输出或常闭输出模式。 俗称为常开输出或常闭输出模式。
第5章 电涡流传感器
5. 4 电涡流传感器的应用
• 3.偏心测量 • 偏心是在低转速的情况下，电涡流传感器系统可对轴弯曲的程度进行
测量，这些弯曲可由下列情况引起: • 偏心的测量，对于评价旋转机械全面的机械状态，是非常重要的。特
别是对于装有透平监测仪表系统(TSI )的汽轮机，在启动或停机过程 电，偏心测量已成为不可少的测量项目。它使你能看到由于受热或重 力所引起的轴弯曲的幅度。转子的偏心位置，也叫轴的径向位置，它 经常用来指示轴承的磨损，以及加载荷的大小。如由不对电导致的偏 心，它同时也用来决定轴的方位角，方位角可以说明转子是否稳定。
• 定频调幅电路虽然有很多优点，并获得广泛应用，但线路较复杂，装 调较困难，线性范围也不够宽。因此，人们又研究了一种变频调幅电 路，这种电路的基本原理与上面介绍的调频电路相似。当导体接近传 感器线圈时，由于涡流效应的作用，振荡器输出电压的幅度和频率都 发生变化，变频调幅电路利用振荡的变化来检测线圈与导体间的位移 变化，而对频率变化不予理会。
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5. 3 电涡流传感器的测量转换电路
• 二、调频法
• 当传感器接近被测导体时，损耗功率增大，回路失谐，输出电压Uo相 应变小。这样，在一定范围内，输出电压幅值与位移成近似线性关系。 由于输出电压的频率.fo始终恒定，因此称为定频调幅式。
• 调频式测量转换电路的原理框图如图5 - 4 ( a}所示，鉴频器特性如图 5 - 4 ( b)所示。
• 电涡流传感器由电涡流线圈和被测金属组成，如图5一1所示，对电涡 流线圈施加一个高频电压信号，高频振荡电流it在探头头部的线圈电 产生交变的磁场H1。当被测金属体靠近这一磁场，则在此金属表面产 生感应电涡流电流i2，电涡流i2也将产生一个与原磁场方向相反的新 的交变磁场H2。这两个磁场相互作用将使通电线圈L1的等效阻抗Z发 生变化。电涡流传感器就是利用电涡流效应将被测量转换为传感器线 圈阻抗Z变化的一种装置。