无损检测技术-涡流检测ppt课件.ppt

《无损检测技术-涡流检测ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、四、涡流检测涡流检测的原理涡流检测仪器涡流检测方法涡流检测工艺操作涡流检测的应用涡流检测的原理涡流检测的基本知识涡流检测的基本原理涡流检测的特点趋肤效应渗透深度涡流检测的基本知识涡流检测法拉第电磁感应定律自感互感涡流检测利用电磁感应原理，通过测定被检工件内产生感生涡流的变化来无损的评定导电材料及其工件的某些性能，或发现缺陷的无损检测方法即涡流检测。涡流检测是控制各种金属材料及少数非金属导电材料（如石墨、碳纤维符合材料等）及其产品品质的主要手段之一。与其他无损检测方法相比，涡流检测更容易实现自动化，特别

2、对管、棒和线材等型材有很高的检测效率。back法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律指出：通过闭合回路所包围的面积内的磁通量发生变化时，回路中将产生感生电动势。感生电动势E与闭合回路内的磁通量变化率成正比。N－线圈的匝数“－”－表示感生电动势反抗回路中磁通的变化back自感当回路磁通量发生变化时，回路中会产生感生电动势。同样，当回路中通过的电流发生变化时，也会引起回路磁通变化，从而在回路中产生感生电动势。由于这种感生电动势是自身回路电流变化引起的，因此称为自感电动势，用EL表示L－自感系数，与线圈形状、

3、大小和匝数等有关“－”－表示自感电动势反抗回路中电流的变化back互感当两个线圈互相靠近时，任何一个线圈中的电流发生变化，都会引起另一个线圈内磁通量的变化，从而在另一个线圈内产生感生电动势。这种两个靠近的载流回路电流发生变化时互相激起感生电动势的现象称为互感。当线圈1、2靠近时，线圈1中电流I1变化在线圈2中激起的感生电动势为E21，线圈2中电流I2变化在线圈1中激起的感生电动势为E12。M－互感系数，与两线圈形状、大小、匝数、相对位置等有关“－”－表示互感电动势反抗回路中电流的变化back涡流当导电

4、体靠近变化着的磁场或导体作切割磁力线运动时，由电磁感应定律可知，导电体内必然会感生出呈涡状流动的电流，即所谓涡流。涡流检测的基本原理假设涡流是因一通以交变电流的检测线圈靠近导电体而生，则由电磁感应理论可知，与涡流伴生的感应磁场会与原磁场叠加，结果使得检测线圈的复阻抗发生改变。由于导电体内感生涡流的幅值、相位、流动形式以及其伴生磁场不可避免要受导电体的物理以及其制造工艺性能的影响，因此通过对检测线圈阻抗的变化的监测，即可非破坏的评价被检材料或工件的物理或工艺性能及发现某些工艺性缺陷，此即涡流检测的基本原

5、理。交变的感生涡流渗入被检材料或工件的深度与其频率的1/2次幂成反比。由于常规涡流检测使用的频率较高（达到数百到数兆赫兹），渗透深度通常较浅，因此常规涡流检测是一种表面或近表面的无损检测方法，即主要用于检验材料或工件的表面或近表面缺陷。back涡流检测的特点涡流因电磁感应而生，故进行涡流检测时，检测线圈不必与被检材料或工件紧密接触，不需要用耦合剂，检测过程也不影响被检材料或工件的使用性能。与其他无损检测方法比较，涡流检测的主要特点有：1、对导电材料表面和近表面缺陷的检测灵敏度较高。2、应用范围广，对影

6、响感生涡流特性的各种物理和工艺因素均能实施检测。3、在一定条件下，能反映有关裂纹深度的信息。4、不需要用耦合剂，易于实现管、棒、线材的高速、高效的自动化检测。5、可在高温、薄壁管、细线、零件内孔表面等其它检测方法不适用的场合实施检测。6、对形状复杂的机械零部件进行全面检测时，涡流检测的效率相对较低。7、在工业探伤中，仅仅靠涡流检测通常难以区分缺陷的种类和形状。back趋肤效应直流电通过圆柱导体时，导体横截面上的电流密度基本上均匀的。但当交流电通过圆柱导体时，横截面上的电流密度不再是均匀的了，而是导体表

7、面电流密度大，中心电流密度小，这种现象称为趋肤效应。即：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，表层电流密度最大，越靠近截面的中心电流密度越小。这一现象即所谓交变电流分布的趋肤效应。电流密度从表面至中心的变化规律为：I0－导体表面的电流密度（A/m2）I－至表面δ深处的电流密度（A/m2）δ－至表面的距离（m）f－电流频率（Hz）μ－导体磁导率（H/m）σ－导体电导率（S/m）由公式可知，电流密度随至表面的距离增加而减少。导体的磁导率μ、导体电导率σ、电流频率f增加，有效渗透深度

8、就减少。趋肤效应的存在使交变电流激励磁场的强度以及感生涡流的密度从被检材料或工件的表面到其内部按指数分布规律递减。back渗透深度涡流检测中，将涡流密度衰减为其表面密度的1/e（36.8％）时对应的深度定义为渗透深度，其数学表达为：h－渗透深度（m）f－电流频率（Hz）μr－相对磁导率（H/m）γ－电导率（S/m）渗透深度是反应涡流密度分布与被检材料的电导率、磁导率以及激励频率之间基本关系的特征值。f、μr、γ越大，则h越小。由于被检工件表面以下3h处的