脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展
不锈钢覆面焊缝脉冲涡流热成像检测技术
汇报人：日期:contents •技术简介•技术应用场景•技术优势与局限性•技术实现过程•技术应用案例•技术发展前景与展望目录01技术简介不锈钢覆面焊缝脉冲涡流热成像检测技术是一种先进的无损检测技术，其主要应用于对不锈钢覆面焊缝的缺陷进行检测。
在石油、化工、食品、制药等行业中，不锈钢管道和设备的焊接部位常常需要进行无损检测，以确保其质量和安全性。
而这种脉冲涡流热成像检测技术由于其高效、准确、非接触等特点，得到了越来越广泛的应用。
定义与背景技术的重要性该技术的应用可以及时发现并诊断出焊缝的缺陷，为后续的修复和预防提供了有效的技术支持，大大提高了设备或管道的安全性和稳定性。
技术的基本原理02技术应用场景工业制造石油化工01核能工业02食品加工03在火箭发射领域，不锈钢材料广泛应用于燃料管道和箭体结构中，通过该技术可确保发射前的设备安全和可靠性。
航空航天火箭发射飞机制造燃气管道给排水管道管道安全检测03技术优势与局限性高效性无损性灵敏度高可靠性高技术优势对环境要求高对设备要求高需要专业人员操作030201技术局限性03提高操作便捷性01降低环境要求02降低设备成本未来改进方向04技术实现过程设备类型设备校准设备设置设备准备表面处理脉冲涡流加热红外热像仪采集数据分析检测过程数据预处理缺陷识别与分类特征提取结果评估与报告01030204数据处理与分析05技术应用案例检测原理利用脉冲涡流加热不锈钢覆面，通过热成像技术捕捉覆面温度变化，从而判断焊缝质量。
应用场景适用于石油化工、食品加工等领域的不锈钢设备、管道、容器等设施的在线或离线检测。
技术优势非接触式、高效、准确、直观。
案例一：不锈钢覆面焊缝检测1 2 3检测原理应用场景技术优势案例二：航空航天材料检测应用场景技术优势检测原理案例三：管道安全检测案例01检测原理02应用场景03技术优势案例四：其他应用案例06技术发展前景与展望技术发展趋势智能化发展高分辨率成像定量分析能力技术在未来的应用前景010203工业制造领域维修保障领域科学研究领域对行业的贡献与影响提高生产效率降低维修成本推动行业创新WATCHING。
脉冲涡流检测技术ppt课件
脉冲涡流检测系统的结构
功 率 放大器 信 号 发生器
GMR
数 据 采集卡
激励线圈
PC机
试块
5.脉冲涡流典型时域波形图
Magnitude (mV)
Reference Signal
Defect Signal
Differential Signal
Time (us)
6.脉冲涡流典型时域特征参数
电压峰值Vp：与缺陷的金属损 耗量（缺陷的体积）密切相关 峰值时间T：与缺陷所 处的位置有关 过零时间△T：包含了 缺陷的深度信息
脉冲涡流检测技术
内容
第一章 涡流检测技术概述 第二章 脉冲涡流检测理论 第三章 脉冲涡流检测技术研究进展 第四章 展望
第一章 脉冲涡流检测技术概述
1.无损检测技术的定义 2.无损检测的作用 3.涡流检测的优点 4.涡流检测的缺点 5. 涡流检测的发展 6.脉冲涡流检测的优势
4、试块的设计
设计标准试块，主要是用于对检测系统的标定。 试块结构的设计：
（1）采用 LY12铝合金材料 （2）在平板上刻出不同深度，相同长度和宽度的槽5处 来模拟裂纹缺陷，同理，可固定其中两个量，改变其中一个 量各刻出5个来模拟不同类型的裂纹 （3）选取铝板厚度为7mm，这样可以在背向刻槽的一面 进行检测来模拟对亚表面缺陷的检测 （4）在刻槽表面再覆盖一层1mm厚的铝板，可模拟多层 导电结构第2层中的缺陷
3.提离效应减少技术
近年来，涡流检测技术有较快的发展，它不仅可以检 测金属材料的腐蚀、裂纹和其它缺陷,还可以进行无损 评价,这是因为许多材料的特性都与其固有的电磁特性 有关,一般说来观测材料电磁性能的变化要比观测其它 物理性能容易得多。但是,与其它检测技术相比,涡流检 测还未被充分开发,主要原因可能是: 由于涡流信号包含较复杂的变量关系,导致提取有用特 征信号困难,长期以来,阻碍了涡流检测技术的发展; 由于该技术对提离效应非常敏感,而提离效应易使涡流 信号发生畸变,从而可能会导致对缺陷信号的误判,或者 掩盖缺陷信号,也影响了涡流无损检测技术的发展。
脉冲涡流技术原理
脉冲涡流技术原理
脉冲涡流技术是一种非破坏性检测技术，广泛应用于材料表面缺陷检测、金属材料探伤、焊缝质量评估等领域。
其原理是利用电磁感应的涡流效应来检测材料中的缺陷或异物。
本文将详细介绍脉冲涡流技术的原理及其应用。
脉冲涡流技术的原理主要基于两个物理现象：涡流效应和皮肤效应。
当交变电流通过导体时，会在导体内部产生环绕电流，形成涡流。
这些涡流的电磁场与导体内部的缺陷或异物相互作用，从而改变了导体的电磁特性。
同时，交变电流在导体表面形成了一个电流密度递减的区域，即皮肤效应。
这种电流密度递减导致了在导体表面产生的涡流深度较浅，从而使得可以检测到表面以下一定深度范围内的缺陷或异物。
脉冲涡流技术通过传感器将脉冲电流引入被检测材料中，检测被测材料中的缺陷或异物。
传感器接收到被测材料中反馈的信号，并将其转化为电信号进行处理。
通过分析这些信号的变化，可以确定被测材料中存在的缺陷类型、位置和大小。
脉冲涡流技术具有高灵敏度、高分辨率、快速检测速度等优点。
在航空航天、铁路运输、核电等领域得到广泛应用。
例如，在飞机发动机叶片的质量检测中，脉冲涡流技术可以快速准确地检测出叶片表面的微小裂纹，确保飞机的安全飞行。
在核电站的管道检测中，
脉冲涡流技术可以检测出管道壁厚度的变化，预防管道泄漏的发生。
总的来说，脉冲涡流技术是一种高效、准确的非破坏性检测技术，对于提高材料检测的效率和准确性具有重要意义。
随着科技的不断发展，脉冲涡流技术将会在更多领域得到广泛应用，为各行业的质量控制和安全保障提供有力支持。
脉冲涡流技术原理
脉冲涡流技术原理
脉冲涡流技术是一种非接触式检测技术，通过利用电磁感应原理，可以对导电材料进行快速、准确的检测。
这项技术在工业领域得到了广泛的应用，可以用来检测金属零件的缺陷、测量材料的导电性等。
脉冲涡流技术的原理基于法拉第电磁感应定律。
当一个导体材料通过一个交变电流时，会在其周围产生变化的磁场。
当这个磁场遇到另一个导体材料时，会在其内部产生涡流。
这些涡流会改变磁场的分布，从而可以通过检测这些变化来确定材料的性质。
脉冲涡流技术可以通过发送短脉冲电流来产生磁场，然后用传感器来检测磁场的变化。
通过分析这些数据，就可以确定材料的导电性、缺陷等信息。
与传统的涡流检测技术相比，脉冲涡流技术能够实现更快速的检测速度和更高的灵敏度。
在工业生产中，脉冲涡流技术可以用来检测各种金属零件的表面缺陷，如裂纹、孔洞等。
同时，它还可以用来测量材料的导电性，判断材料的类型和质量。
这项技术在汽车制造、航空航天、电子产品等领域都有着重要的应用价值。
除了在工业领域，脉冲涡流技术还可以在医学领域得到应用。
例如，可以用来检测人体表面的皮肤导电性，帮助医生诊断皮肤疾病。
此外，还可以用来检测人体内部的金属植入物，确保其安全性。
总的来说，脉冲涡流技术是一种非常有前景的检测技术，它能够快速、准确地检测导电材料的性质，具有广泛的应用前景。
随着科学技术的不断发展，相信这项技术将会在更多领域得到应用，为人类的生产生活带来更多便利和效益。
脉冲涡流实验报告
一、实验目的本实验旨在研究脉冲涡流检测技术在金属套管缺陷检测中的应用，通过对双层异质金属套管结构（内管为不锈钢管、外管为碳钢管）进行脉冲涡流检测，实现对壁厚减薄缺陷的分类识别与定量评估。
二、实验设备1. 信号发生器2. ATA-4014功率放大器3. 信号放大器4. 滤波器5. PC端6. 检测探头7. 被测套管三、实验原理脉冲涡流检测技术是一种非接触式无损检测方法，利用高频交流电流产生的脉冲磁场，在被测金属管件内部感应出涡流，涡流产生的二级磁场与一级磁场相互叠加，形成总磁场。
当金属管件内部存在缺陷时，涡流及二级磁场将发生变化，从而改变总磁场的强度，通过检测探头中的磁场传感器拾取的检测信号，可实现对缺陷的分类识别与定量评估。
四、实验过程1. 仿真模型的建立（1）检测探头由激励线圈、铁芯和磁场传感器组成。
（2）仿真采用的激励电流信号如图所示，其频率为33 Hz、占空比为33 %、最大电流强度为1 A，用于驱动探头中的激励线圈（匝数为1350），激发一级磁场。
2. 脉冲涡流检测实验平台所搭建的脉冲涡流检测系统主要由信号发生器、功率放大器、信号放大器、滤波器、PC端、检测探头和被测套管组成。
检测探头中的激励线圈在通入诸如方波的暂态激励电流后产生一级磁场（线圈磁场），该磁场在被测金属管件内部感应出涡流，涡流继而产生二级磁场（涡流激发磁场），其方向与一级磁场相反，且抑制一级磁场的改变。
探头中的磁场传感器所拾取的检测信号为一级磁场与二级磁场叠加所得总磁场的信号。
由于金属管件内部缺陷将导致涡流及二级磁场的变化，进而改变总磁场的强度，因此，检测信号将包含缺陷信息，通过分析可得缺陷的位置。
五、实验结果与分析1. 缺陷分类识别通过对不同缺陷的脉冲涡流检测信号进行分析，可以实现对缺陷的分类识别。
实验结果表明，对于壁厚减薄缺陷，其脉冲涡流检测信号呈现明显的峰值，且峰值大小与缺陷深度呈正相关。
2. 缺陷定量评估通过建立脉冲涡流检测信号与缺陷深度之间的关系模型，可以实现对缺陷的定量评估。
涡流无损探伤检测技术的应用研究
第29卷 第07期2022年07月仪器仪表用户INSTRUMENTATIONVol.292022 No.07涡流无损探伤检测技术的应用研究李禹东（天津腾飞钢管有限公司，天津 300301）摘 要：通过分析涡流无损探伤检测技术的应用要点，从而实现对该技术的有效应用。
研究过程中，分析了该检测技术的基本原理与主要特点，强调了该技术的主要优势与应用劣势，以便于使用者能够结合检测对象的情况，正确选用；对当前的远场涡流检测技术、脉冲涡流检测技术、多频/低频涡流检测技术、涡流列阵检测技术的应用情况进行总结，重点分析了该技术在应用过程中的重点事项，明确了运用涡流无损探伤检测技术时，需正确选用涡流检测设备，做好前期校正等前期准备工作，确定检测频率，以此来提升检测的精准度。
关键词：涡流检测技术；无损探伤检测；技术要点中图分类号：TG115.28+5 文献标志码：AApplication of Eddy Current Nondestructive DetectionLi Yudong（Tianjin Tengfei Steel Pipe Co., Ltd., Tianjin, 300301,China ）Abstract：Analyzes the application points of the technique. During the study, the basic principles and main characteristics ofthe detection technology are analyzed, and the main advantages and disadvantages of the technology are emphasized for the current far field current detection technology, the current detection technology, the application, and determine the detection frequency, so as to improve the detection accuracy.Key words：eddy current detection technology；nondestructive flaw detection；technical points收稿日期：2022-04-28作者简介：李禹东（1990-），男，天津人，本科，研究方向：无损检测。
涡流无损检测技术研究进展
涡流无损检测技术研究进展作者：宋倩张思全徐浩军陈刚来源：《中国科技博览》2015年第20期[摘要]随着人类科技的不断发展和进步，工业化程度持续提高，对检测材料和产品缺陷的精度的要求也不断提高。
涡流检测是一种常规的电磁无损检测方法，被广泛的应用于管道腐蚀、裂纹，机械损伤等工程问题。
常规涡流检测技术自身存在的一些局限性，如具有提离效应、探测深度小、检测速度慢等。
针对这些问题，逐渐发展出了一些新的涡流检测技术。
阐述了涡流检测的特点及这些新技术的原理和研究重点，分析了涡流检测技术今后的研究方向和发展趋势。
[关键词]电磁无损检测；涡流检测；检测精度中图分类号：TG115.28 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）20-0209-011 涡流无损检测基本原理根据法拉第电磁感应原理，当金属导体被在变化的磁场中，导体会不断地切割磁力线，从而产生感应电动势，形成一个电流的闭合回路。
这个电流我们就称之为涡流，以上现象称为涡流效应。
如图1.1所示，当通着交变电流的线圈靠近金属工件时，因为电磁感应的存在，工件中会产生涡流。
而涡流的分布、大小等情况都与金属工件的状况有关。
当工件有缺陷或者它的磁导率、电导率等物理特性有变化时，金属工件中的涡流就会随之产生变化。
同时，涡流产生的磁场会反作用于线圈，使得线圈阻抗产生变化。
因此，阻抗分析方法是一个经典的处理涡流信号的方法。
2 涡流无损检测技术的特点涡流检测技术不但可以检测出铁磁性和非铁磁性材料的腐蚀、裂纹及其它缺陷，而且还可以对其进行对其无损评价。
涡流无损检测技术具有如下特点：2.1 非接触检测，易于实现自动化涡流检测线圈被激励后所形成的电磁场的本质是一种电磁波，具有波动性和粒子性，所以检测时传感器并不需要接触到工件本身，也不需要填充耦合剂。
检测速度较快，易于实现自动化检测。
2.2 能在高温的状态下进行检测高温下的导电试件具有导电性质，可以对导体进行涡流检测。
脉冲涡流检测技术在铁路机车车轮探伤中的应用解析
脉冲涡流检测技术在铁路机车车轮探伤中的应用解析摘要：脉冲涡流(Pulsed Eddy Current,PEC)检测技术是用于检测铁磁性材料近表面缺陷的一种新型无损检测技术,它是利用脉冲信号进行激励,并对脉冲响应的一定特征参数进行处理的涡流检测方法,通过判断检测到的磁场最大值出现时间来达到对被检工件缺陷定性、定位和定量的目的.通过对铁路机车车轮轮芯质量状况及其检测手段现状进行调查并就脉冲涡流检测技术的工作原理、脉冲涡流检测仪设计和研制中的关键技术,以及在铁路机车车轮检测中的现场应用效果进行了论述,说明脉冲涡流检测技术是当前检测机车车轮轮芯缺陷的先进方法。
关键词：脉冲涡流检测技术；铁路机车；车轮探伤；应用解析脉冲涡流检测技术是在不损坏工件或原材料工作状态的前提下，对被检验部件的表面和内部质量进行检查的一种测试手段，近年来在铁路行业广泛使用。
铁道部曾在1987年颁布《铁道部关于铁路机车零、部件脉冲涡流检测技术规则》，其中就对脉冲涡流检测技术的重要性，脉冲涡流检测技术人员的技术资格以及脉冲涡流检测技术的技术标准作了明确的规定。
之后，铁道部又相继颁布了针对各零部件的脉冲涡流检测技术的详细标准，为铁路产品的生产及检测提供了有力的理论依据。
1、涡流检测技术优势基于焊缝探伤超声波检测存在的不足，结合铝热焊断轨情况的统计分析，对焊缝探伤采取以超声波检测为主、涡流检测为辅的方式，将涡流检测技术引入焊缝探伤中。
1.1 焊缝折断数据分析通过对多年焊缝折断情况的分析，认为涡流检测技术可以帮助检测出绝大多数的焊缝伤损，从而减少断轨的发生。
以太原局集团公司2017年焊缝折断情况为例，在伤损导致的焊缝折断中，除1处为铝热焊内部疏松缺陷涡流检测无法发现外，其余导致焊缝折断的伤损均为涡流探伤可检测的开口型伤损（与空气相连接），占焊缝伤损导致断轨总数的92%。
1.2技术优势分析涡流检测是一种利用电磁感应原理检测金属材料表面缺陷的探伤方法，其基本原理是用激磁线圈使导电构件内产生涡电流，借助探测线圈测定涡电流的变化量，从而获得构件缺陷的有关信息。
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其中，Vp为理想点线圈的感应电压，其 表达式为：
Vp A B ds ( A ) ds dl.......... .......... ..(2) t t t l
脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展
2 脉冲涡流检测的基本原理
脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展
3 脉冲涡流检测技术研究的近况
3.1 脉冲涡流特征的研究
在同一材料的圆柱形金属导体直径方向不同位置上预制了相同尺寸的人工 缺陷，利用磁场测量装置测量并记录了个人工缺陷响应信号的特征值，如表1所 列数据。 表1 脉冲涡流对于不同位置缺陷响应的时域和频域特征值[1]
位置/mm 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 峰值/mV 107.43 109.25 107.52 107.29 106.90 周期/μ s 1.54 1.54 1.48 1.49 1.54 F1/Hz 589.85 589.85 589.85 589.85 589.85 F2/Hz 3024 3005 3011 3022 3008 位置/mm 7.0 8.0 10.0 14.0 18.0 峰值/mV 104.23 102.78 103.00 102.38 101.65 周期/μ s 1.58 1.54 1.49 1.54 1.54 F1/Hz 589.85 589.85 589.85 589.85 589.85 F2/Hz 3028 3019 2999 3021 3015
脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展 3 脉冲涡流检测技术研究的近况
3.2 脉冲涡流传感器的设计与制作
常规涡流线圈通常由激励线圈和检测线圈 组成，一般均采用线径很细的铜漆包线绕制。 脉冲涡流检测中，除了采用上述传统方 式设计、制作激励线圈和检测线圈外，还较多 地采用以铜线绕制激励线圈，用霍尔片制作探 测元件。
图2 脉冲涡流典型时域波形及特征参数
脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展
2 脉冲涡流检测的基本原理
图3 脉冲涡流时域信号在不同频段的功率谱曲线
脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展
3 脉冲涡流检测技术研究的近况
3.1 脉冲涡流特征的研究 3.2 脉冲涡流传感器的设计与制作 3.3 脉冲涡流检测参数的优化
脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展
2 脉冲涡流检测的基本原理
图1 脉冲涡流的产生及检测信号的拾取过程
脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展
2 脉冲涡流检测的基本原理
检测信号，即瞬态感应电压Vf的大小 可根据法拉第电磁感应定律计算得出：
Vf V (r,z,t)drdz .......... .......... .......... .......... .......... ...(1) drdz
脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展
2 脉冲涡流检测的基本原理 脉冲涡流通常是以一定占空比的方波作 为激励信号施加于初级线圈，当载有方波电信 号的初级线圈接近导电材料或试件时，在导体 中感应产生瞬变的涡流和再生磁场。瞬时涡流 的大小、衰减状况与导体的电磁特性、几何形 状及耦合状况相关，次级线圈（或电磁传感器） 接收到的涡流再生磁场包含有被检测对象导电 率、磁导率及形状尺寸的相关信息，据此可实 现脉冲涡流的检测与评价。
脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展 3 脉冲涡流检测技术研究的近况
3.2 脉冲涡流传感器的设计与制作 零件表面和近表面裂纹缺陷检测线圈的设计、制漆包线绕制，内径为 10.2mm、外径为22.4mm、高为10mm，缠绕圈数为400 匝，检测线圈用直径为0.07mm的漆包线绕制，内径为 2mm、外径为5mm、高为2mm，缠绕圈数为800匝。文 献[4] 从获得均匀磁场和较大透入深度考虑，设计、制 作了一种几何尺寸为40mm×20mm×20mm（长×宽× 高）、厚度为1mm的矩形线圈，共绕了400匝，并在线 圈中加了磁芯以增大磁场强度；在保证较好灵敏度的前 提下，较小尺寸的检测线圈有利于提高测量分辨率和精 确度，因此检测线圈的设计、制作参数为：内径1.5mm、 外径3mm、高2mm，共绕了800匝。
脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展
1 前言 宽带脉冲信号可按傅立叶级数变换理论 分解为无限多低、中、高频的正弦波之和； 以重复的宽带脉冲（如方波）代替正弦 交变信号进行激励和检测的脉冲涡流响应信号 中包含有被检测对象被检测对象表面、近表面 和表层一定深度范围内的质量信息，较好地解 决了常规涡流所不能兼顾的检测灵敏度和检测 深度的矛盾； 近年来成为国内外涡流检测技术与应用 研究中最受关注的热点领域之一。
脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展
3 脉冲涡流检测技术研究的近况
3.1 脉冲涡流特征的研究
冲涡流检测技术研究及其应用的新进展
3 脉冲涡流检测技术研究的近况
3.1 脉冲涡流特征的研究 表2 不同重复频率的特征值[1]
频率/kHz 0.003 3 30 300 3000 峰值/mV 36.6 38.7 45.3 34.52 103 周期/μ s 5.3 0.005 0.001 0.00002 0.000001 F1/Hz 0.1 193 938 4890 46875 F2/Hz 0.47 325 1875 16992 137695
脉冲涡流检测技术研究 及其应用的新进展
徐可北
主要内容
1 前言 2 脉冲涡流检测的基本原理
3 脉冲涡流检测技术研究的近况
4 脉冲涡流检测技术应用的进展 5 结束语
脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展 1 前言 涡流检测的有效性和可达性密切依赖于激励信号 的频率。 一般地，频率越高，则涡流趋于被检测对象的表 面分布，对于表面微小缺陷的检出能力越高，但由于 随着透入深度的增大而高频涡流急剧衰减，因此对于 表面下具有一定深度的近表面缺陷则难以产生有效的 响应；相反，频率越低，则涡流在被检测对象表面下 的透入深度增大，可对试件近表面一定深度范围内的 缺陷产生响应，但对于表面缺陷的检测灵敏度随激励 信号频率的降低而明显下降。 以降低检测灵敏度来提高涡流检测深度，或以减 小涡流透入深度来提高检测灵敏度，长期以来一直是 常规涡流检测应用中在二者之间权衡取舍的焦点。