脉冲涡流检测
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。
脉冲涡流检测基本术语
模拟输入：用来提供单通道或多通道的单点或波形的数据采集，指标：通道数：单端输入通道数：输入信号以共地为基准，主要应用于信号电压较高（高于1V ），信号源到模拟输入的硬件导线较短（低于5m），且所有的输入信号共用一个基准地线。
差分输入通道数：每一个输入信号都有自己的基准地线，由于共模噪声可以被导线锁消除，从而减少噪声误差。
采样速率：决定了每秒钟进行模数转换的次数。
一个高采样速率可以在给定时间下采集更多的数据，更好的反应原始信号；多路复用：使用单个模数转换器来测量多个信号分辨率：模数转换器用来表示模拟信号的位数，分辨率高，信号范围被分割成的区间数目越多。
因此能探测到的电压变量越小。
量程：模数转换器可以量化的最大最小电压值编码宽度：数据采集设备上可用的量程、分辨率和增益决定了最小可探测的电压变换，此电压变换代表了数字值上的最低有效位1（LSB）。
理想的编码宽度为电压范围初一增益和2的分辨率次幂的乘积。
微分非线性度（DNL）：在理想情况下，当提高一个数据采集设备上的电压值，模数装换器上的数字编码也应该线性增加。
如果一个理想的模数转换器测定电压值与输出码的关系，绘出的线应该是一条直线。
这条理想直线的离差被定义为非线性度。
DNL是指以LSB为测量单位，和1LSB理想值的最大离差。
理想情况下为0.好的数据采集设备应在0.5LSB以内。
稳定时间：放大器，继电器和其他电路达到稳定工作模式所需时间。
模拟输出指标：稳定时间：输出达到规定精度时所需时间稳定时间通常由电压上的满量程变化来规定。
转换速率：数模转换器所产生的输出信号的最大变化率。
稳定时间和转换速率一起决定数模转化器改变输出信号值的速率。
小的稳定时间和高的转换速率下可产生高频率的信号。
输出分辨率：较大的位数可以缩小输出电压增量的量值，可以产生更平滑的变化信号。
对于要求动态范围宽，增量小的模拟输出应用需要高分辨率的电压输出。
DAQ采样数指定有限数据采集任务中每通道采集或生成的采样数。
涡流检测报告
脉冲涡流检测对于铝、铁检测的信号特征区别学号：姓名：一、原理介绍1、脉冲涡流检测是一种新型的无损检测技术,脉冲涡流产生磁场的频谱宽、穿透能力强,检测时可以获得更多的缺陷信息。
涡流检测只能用于导电材料的检测。
对管、棒和线材等型材有很高的检测效率2、涡流检测的基本原理当载有交变电流的检测线圈靠近导电工件时，由于线圈磁场的作用，工件中将会感生出涡流（其大小等参数与工件中的缺陷等有关），而涡流产生的反作用磁场又将使检测线圈的阻抗发生变化。
因此，在工件形状尺寸及探测距离等固定的条件下，通过测定探测线圈阻抗的变化，可以判断被测工件有无缺陷存在3、影响线圈阻抗的因素是材料自身的性质和线圈与试件的电磁耦合状况，主要包括（1）电导率γ；（2）圆柱体直径；（3）相对磁导率μr；（4）缺陷；（5）检测频率。
二、脉冲涡流检测对于铁磁性材料和非铁磁性材料的检测信号特征区别1、铁以及铁磁材料涡流探伤受到电导率和磁导率的综合效应，铁磁材料的磁导率很高,其测量厚度是通过检测电压的特征衰减时间来确定的,而特征衰减时间与厚度的关系建立在被测试件比检测线圈大得多的基础上.当被测试件比较小时,不可避免地出现测量误差. 2、铝以及非铁磁材料涡流探伤铝及铝合金的电导率范围大致在17％IACS～62％IACS。
对于不同牌号和热处理状态的铝及铝合金，当电导率的测得值在规定的电导率极限值范围内，可根据电导率的合格推断其硬度合格；当电导率的测得值超出规定的电导率验收值范围，特别是超出量又比较小的情况下，决不能由电导率的不合格断定该试件为不合格品，而需要对电导率不合格的试件（或部位）做补充硬度试验，并以硬度试验结果进一步的分析和判定。
3、摘抄论文：《基于信号斜率的铁磁材料脉冲涡流测厚研究》柯海，徐志远，黄琛，武新军( 华中科技大学制造装备数字化国家工程研究中心武汉430074)脉冲涡流( pulsed eddy current，PEC) 作为一种非接触式无损检测技术，被广泛应用于导电构件的腐蚀检测和壁厚测量。
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。
脉冲涡流的标准
脉冲涡流标准脉冲涡流检测是一种先进的无损检测技术，广泛应用于材料缺陷的检测和评估。
脉冲涡流标准是指导脉冲涡流检测实践的重要依据，下面将详细介绍脉冲涡流的各种标准。
1. 脉冲波形标准脉冲波形是脉冲涡流检测的关键参数之一。
根据不同的检测需求和应用场景，需要选择合适的脉冲波形。
通常，脉冲波形应具有陡峭的上升沿和下降沿，以及平顶部分。
对于某些应用，还可以采用带有负脉冲的波形。
2. 脉冲频率标准脉冲频率是指单位时间内脉冲的个数。
脉冲频率的选择取决于检测对象的材质、厚度以及缺陷的类型和大小。
通常，脉冲频率在500Hz 到100kHz的范围内。
对于厚度较大的金属构件，通常采用较低的脉冲频率，以保证渗透深度；而对于较薄的构件，则可以采用较高的脉冲频率以提高检测速度。
3. 脉冲宽度标准脉冲宽度是指脉冲的高电平持续时间。
脉冲宽度的选择直接影响检测的深度和分辨率。
较窄的脉冲宽度可以获得更好的分辨率，但检测深度较小；而较宽的脉冲宽度可以增加检测深度，但分辨率会降低。
通常，脉冲宽度在5μs到50μs之间。
4. 脉冲幅度标准脉冲幅度是指脉冲电压的高低。
脉冲幅度的选择直接影响检测的灵敏度和可靠性。
较高的脉冲幅度可以增加检测的灵敏度，但可能会对检测对象造成损伤；而较低的脉冲幅度可以减少对检测对象的损伤，但可能会降低检测的可靠性。
通常，脉冲幅度在1V到10V之间。
5. 脉冲相位标准脉冲相位是指脉冲波形相对于时间轴的位置。
对于某些应用，可以通过调整脉冲相位来优化检测效果。
例如，在钢管对接焊缝的检测中，采用一定的相位偏移可以更好地发现焊缝中的缺陷。
6. 脉冲偏移标准脉冲偏移是指在时间轴上脉冲波形相对于零点的位置。
通过调整脉冲偏移，可以实现对检测对象的相对速度变化的补偿，以确保检测结果的准确性。
对于旋转构件或在线检测，脉冲偏移的调整尤为重要。
7. 脉冲重复频率标准脉冲重复频率是指单位时间内脉冲波形的重复次数。
与脉冲频率不同的是，脉冲重复频率强调的是多个脉冲波形的连续性。
无损检测技术- 脉冲涡流检测技术
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2 脉冲涡流检测系统-检测信号 华中科技大学机械学院
对于磁场信号的分析，目前主要是通过测量磁场最大值出现的时间来确定缺陷的位 置。典型的△By曲线如图一左半部分所示，△By曲线的最大值对应着缺陷的深度信 息，缺陷越深，则△出现最大值的延迟时间就会越长，因此，对测量的△By值进行 时域分析，就可以确定缺陷的位置。
Application: underwater and through marine growth: sheet piling.
http://www.hust,edu,cn
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4 脉冲涡流检测技术-应用实例华中科技大学机械学院
Inspection of jetty support legs
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2.1 脉冲涡流检测技术
华中科技大学机械学院
1 脉冲涡流检测技术简介 2 脉冲涡流检测系统 3 脉冲涡流检测的理论基础 4 应用
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无损检测技术
脉冲涡流检测技术-研究背景
华中科技大学机械学院
Example of an insulated object subject to corrosion:
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1 脉冲涡流检测技术简介-仪器
华中科技大学机械学院
1. RTD-INCOTEST脉冲涡流检测系统
检测对象：铁磁性管道 壁厚范围：6—65mm 包覆层厚度：<200mm 包覆层外壳材料：铝或者不锈钢薄壁 工作温度：-150℃—500℃ 检测最小管径：50mm
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特征量：Vpp, TZC, LOI
脉冲涡流优点不足
脉冲涡流检测技术的优势在以下几方面应用中得到明显体现：
（1）脉冲涡流无损检测技术隶属于电磁检测范围，具有无需直接接触、无需清
理检测表面、无需添加任何介质、无需放射源等优点。
（2）脉冲激励瞬态感应信号信息量丰富，对其进行时域的瞬态分析，了解缺陷
参数的变化进而得到检测结果。
（3）富含丰富的频谱信息，一次扫描过程中即可实现对被测金属表面、近表面、
亚表面等多个深度的测量。
（4）对多层的结构复杂的大面积金属检测时，无需更换探头及改变设置参数，
就可以分辨出结构的改变对于信号产生的影响。
（5）高速的检测速率，高效的检测效率。
（6）检测时检测线圈的运行速度对检测结果稳定性的影响十分微弱。
（7）使用脉冲涡流无损检测技术对管道进行在役检测时，检测结果并不会因为
管道内部输送物质的改变而发生明显改变。
另一方面，虽然脉冲涡流无损检测技术拥有多项优势，也表现出了很广的应用前
景，但由于脉冲涡流隶属于涡流无损检测，所以不可避免的会有一定的局限性，影响
其应用空间的广度。
脉冲涡流检测技术的局限性具体表现为：无法摆脱涡流检测中提离效应对检测结
果带来的影响；理论基础虽然已建立，但整体检测体系尚不完善；检测模型还不够完
全，一定程度上影响了脉冲涡流在更广领域中的应用。
另外，设计检测系统的过程中也发现在某些方面的要求很高。
例如在系统设计中
为了保证检测的高精度，必须充分考虑信噪比因素的影响，这点也对系统整体的难度
与复杂程度提出了很高的要求。
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工业运作中，检测的方式分为很多种，不同的检测方式有不同的特点，到底运用哪种，视具体情况而定。
脉冲涡流检测便是众多检测方式中的一种，此种检测区别于其他检测，也区别于传统涡流检测，下面我们就来看一看它的基本原理及优点。
将一直流电通入线圈，在一定时间内可在构件内产生一稳定的磁场。
当断开该直流电时，在线圈周围产生的电磁场由两部分叠加而成：一部分是直接从线圈中耦合出的一次电磁场，另一部分是试件中感应出的涡流场所产生的二次电磁场。
而后者包含了构件本身的厚度或者缺陷等信息。
采取合适的检测元件和方法，对二次场进行测量，并对该测量信号进行分析，可获得被测构件信息。
与传统涡流检测方法相比，脉冲祸流检测具有诸多优点：
1、在传统涡流测量中，所有的缺陷信息包含在单频或多频激励下测得的线圈阻抗变化中，而脉冲涡流激励及响应包含的频率范围很宽，可提供足够多的信息，以进行缺陷识别并进行定量评估。
2、传统的祸流检测对感应磁场进行稳态分析，通过测量感应电压的幅值和相位角来确定缺陷的位置，而脉冲涡流是对感应磁场进行时域的瞬态分析。
3、一些由于材料结构变化，如受探头提高或边缘效应产生的噪声信号，可以在测量结束后进行处理和补偿。
4、多频涡流检测系统的价格一般随着频李通道数目的增加而增加;脉冲涡流检测系统的价格低于传统多频涡流系统，但效果相当于数百通道的多频涡流系统。
5、由于作为检测元件的霍尔传感器对低频信号灵敏度较高，而且探头采用脉冲信号激励，可以提供更高的激励能量，故脉冲涡流检测设备能提供更深的渗透深度。
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。
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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。