工信版（中职）焊接检测技术第7章教学课件.ppt

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1、Y CF（中职）焊接检测技术第7 章教学课件 7.1 涡流检测原理及影响要素 7.2 涡流检测设备 7.3 涡流检测特点 7.4 涡流检测方法及其应用第7章 涡流检测 1.1.基本原理 基本原理 涡流检测是涡流效应的一项重要应用。当载有交变电流的检测线圈 涡流检测是涡流效应的一项重要应用。当载有交变电流的检测线圈靠近导电试件时，由于线圈磁场的作用，试件会感生出涡流。涡流的大 靠近导电试件时，由于线圈磁场的作用，试件会感生出涡流。涡流的大小、相位及流动性是受到试件导电性能等的影响，而涡流的反作用又使 小、相位及流动性是受到试件导电性能等的影响，而涡流的反作用又使检测线圈的阻抗发生变化。因此，通过

2、测定检测线圈阻抗的变化（或线 检测线圈的阻抗发生变化。因此，通过测定检测线圈阻抗的变化（或线圈上感应电压的变化），就可以得到被检材料有无缺陷的结论。圈上感应电压的变化），就可以得到被检材料有无缺陷的结论。因为线圈交变电流（又称一次电流）激励的磁场是交变的，那么涡 因为线圈交变电流（又称一次电流）激励的磁场是交变的，那么涡流也是交变的。同样，这个交变的涡流会在周围空间形成交变磁场并在 流也是交变的。同样，这个交变的涡流会在周围空间形成交变磁场并在线圈中感应电动势。这样，线圈中的磁场就是一次电流和涡流共同感生 线圈中感应电动势。这样，线圈中的磁场就是一次电流和涡流共同感生的合成磁场。假定一次电流的

3、振幅不变，线圈和金属工件之间的距离也 的合成磁场。假定一次电流的振幅不变，线圈和金属工件之间的距离也保持不变，那么涡流和涡流磁场的强度和分布就由金属工件的材质所决 保持不变，那么涡流和涡流磁场的强度和分布就由金属工件的材质所决定。也就是说，合成磁场中包含了金属工件的电导率、磁导率、裂纹缺 定。也就是说，合成磁场中包含了金属工件的电导率、磁导率、裂纹缺陷等信息。因此，只要从线圈中检测出有关信息，如从电导率的差别就 陷等信息。因此，只要从线圈中检测出有关信息，如从电导率的差别就能得到纯金属的杂质含量、时效铝合金的热处理状态等信息，这是利用 能得到纯金属的杂质含量、时效铝合金的热处理状态等信息，这是

4、利用涡流方法检测金属或合金材质的基本原理。涡流方法检测金属或合金材质的基本原理。7.1 涡流检测原理及影响要素返回 下一页 涡流是根据电磁感应原理产生的，所以涡流是交变的。同样，交变 涡流是根据电磁感应原理产生的，所以涡流是交变的。同样，交变的涡流会在周围空间形成交变磁场，因此，需注意以下几点。的涡流会在周围空间形成交变磁场，因此，需注意以下几点。（1 1）空间中某点的磁场不再是由一次电流产生的磁场，而是一次电）空间中某点的磁场不再是由一次电流产生的磁场，而是一次电流磁场和涡流磁场叠加而形成的合成磁场。涡流磁场的方向由楞次定律 流磁场和涡流磁场叠加而形成的合成磁场。涡流磁场的方向由楞次定律确定

5、。确定。（2 2）涡流的大小影响着激励线圈中的电流。）涡流的大小影响着激励线圈中的电流。（3 3）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、）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、金属块表层缺陷等因 金属块的电导率、磁导率、金属块与线圈的距离、金属块表层缺陷等因素。素。因此，根据一次侧检测线圈中的电流变化情况（或者是阻抗的变化）因此，根据一次侧检测线圈中的电流变化情况（或者是阻抗的变化），就可以取得关于试件材质的情况、有无缺陷及形状尺寸的变化等信息。，就可以取得关于试件材质的情况、有无缺陷及形状尺寸的变化等信息。7.1

6、 涡流检测原理及影响要素返回 下一页 上一页 2.2.集肤效应 集肤效应 当直流电通过一圆柱导体时，导体截面上的电流密度均相同，而交 当直流电通过一圆柱导体时，导体截面上的电流密度均相同，而交流电流过圆柱导体时，横截面上的电流密度就不一样，表面的电流密度 流电流过圆柱导体时，横截面上的电流密度就不一样，表面的电流密度最大，越到圆柱体中心就越小，这种现象称为集肤效应。由于涡流是交 最大，越到圆柱体中心就越小，这种现象称为集肤效应。由于涡流是交流，同样具有集肤效应，集肤效应随着测试频率 流，同样具有集肤效应，集肤效应随着测试频率f f、工件的电导率、工件的电导率、磁、磁导率 导率 的增长而增加，也

7、就是说试样中的涡流密度随着离开测试线圈距 的增长而增加，也就是说试样中的涡流密度随着离开测试线圈距离的增加而减少，这种减少通常按指数规律下降；而涡流的相位差随着 离的增加而减少，这种减少通常按指数规律下降；而涡流的相位差随着深度的增加成比例地增加。深度的增加成比例地增加。离导体表面某一深度处的电流密度是表面值的 离导体表面某一深度处的电流密度是表面值的l/e l/e时（即 时（即36.8%36.8%），），此深度称透入深度 此深度称透入深度h h，涡流透入深度是一个重要的参量。在涡流检测时，涡流透入深度是一个重要的参量。在涡流检测时，透入深度太小，只能检测浅表面缺陷；在涡流测厚时，透入深度太小

8、，透入深度太小，只能检测浅表面缺陷；在涡流测厚时，透入深度太小，只能测量很薄试样的厚度。只能测量很薄试样的厚度。7.1 涡流检测原理及影响要素返回 下一页 上一页 3.3.影响涡流检测的要素 影响涡流检测的要素（1 1）试件必须是导电材料。试件一定要能导电，非导电体就无法用）试件必须是导电材料。试件一定要能导电，非导电体就无法用涡流进行检测。所以，影响涡流检测的第一个要素是试件的性质，它必 涡流进行检测。所以，影响涡流检测的第一个要素是试件的性质，它必须是导电材料。因而在讨论涡流检测时，应该十分重视试件的性能。须是导电材料。因而在讨论涡流检测时，应该十分重视试件的性能。凡是对涡流的流动和分布会

9、产生影响的试件性能，都会影响涡流检 凡是对涡流的流动和分布会产生影响的试件性能，都会影响涡流检测。测。因此，首先要提到的是试件的电导率，所谓 因此，首先要提到的是试件的电导率，所谓“电导 电导”指的是试件传 指的是试件传导电流的能力。与之相反，电阻是试件阻碍电流流动的能力。因而，高 导电流的能力。与之相反，电阻是试件阻碍电流流动的能力。因而，高的电导就相当于低的电阻。从上述定义可知，试件的电导率将直接影响 的电导就相当于低的电阻。从上述定义可知，试件的电导率将直接影响涡流的流动。涡流的流动。而试件的化学成分是决定试件导电性能的主要因素，因而试件的化 而试件的化学成分是决定试件导电性能的主要因素

10、，因而试件的化学成分不同将会影响试件的涡流检测。基于这一点，可以利用涡流技术 学成分不同将会影响试件的涡流检测。基于这一点，可以利用涡流技术来分选钢材等。来分选钢材等。7.1 涡流检测原理及影响要素返回 下一页 上一页 对于相同的试件，化学成分、电导率等都是固定的，因而在一般情 对于相同的试件，化学成分、电导率等都是固定的，因而在一般情况下，涡流按小圆环流动；但如果在涡流流动的路径上有一条裂纹或一 况下，涡流按小圆环流动；但如果在涡流流动的路径上有一条裂纹或一个凹坑等缺陷，涡流的流动就会受到影响，涡流在缺陷附近将发生畸变 个凹坑等缺陷，涡流的流动就会受到影响，涡流在缺陷附近将发生畸变（见（见图

11、 图7-1 7-1），这畸变的涡流将产生畸变的涡流磁场，而被检测线圈接收），这畸变的涡流将产生畸变的涡流磁场，而被检测线圈接收到，所以可用涡流来检测试件中的缺陷。到，所以可用涡流来检测试件中的缺陷。试件的其他性能，凡是会影响其电导率的，都会影响试件中涡流流 试件的其他性能，凡是会影响其电导率的，都会影响试件中涡流流动。反过来也可以用涡流来检测这些性能。例如，材料的强度与材料的 动。反过来也可以用涡流来检测这些性能。例如，材料的强度与材料的硬度有关，而材料的硬度又与材料的电导率有关，因此可以用涡流来检 硬度有关，而材料的硬度又与材料的电导率有关，因此可以用涡流来检测试件的强度和硬度。同样试件的热

12、处理情况、内应力情况、钢材脱碳 测试件的强度和硬度。同样试件的热处理情况、内应力情况、钢材脱碳层的厚度等也都会影响试件的电导率，因而这些性能也能从涡流的变化 层的厚度等也都会影响试件的电导率，因而这些性能也能从涡流的变化中得到反映。中得到反映。从物理学可知，试件的温度升高，其电导率大多数下降。因而试件 从物理学可知，试件的温度升高，其电导率大多数下降。因而试件的热量也是影响涡流流动的一个原因。应该提到的是涡流本身也会使试 的热量也是影响涡流流动的一个原因。应该提到的是涡流本身也会使试件发热，在进行涡流检测时应注意不使试件发热。件发热，在进行涡流检测时应注意不使试件发热。7.1 涡流检测原理及影

13、响要素返回 下一页 上一页（2 2）检测线圈和检测仪器。如何在试件周围建立激励磁场和如何检）检测线圈和检测仪器。如何在试件周围建立激励磁场和如何检测试件中涡流磁场的变化，这两个功能都是由检测线圈来完成的。当然，测试件中涡流磁场的变化，这两个功能都是由检测线圈来完成的。当然，只有探头也不行，还应该同时具有涡流检测仪器。因而影响涡流检测的 只有探头也不行，还应该同时具有涡流检测仪器。因而影响涡流检测的第二个要素是检测线圈和检测仪器。第二个要素是检测线圈和检测仪器。涡流检测的线圈起到向试件输送激励磁场和接收涡流畸变信息的作 涡流检测的线圈起到向试件输送激励磁场和接收涡流畸变信息的作用。试件中产生涡流

14、的方向，是抵消激励线圈中电流的作用，因而涡流 用。试件中产生涡流的方向，是抵消激励线圈中电流的作用，因而涡流的方向与激励电流方向相反。而涡流又会形成自己的磁场，这个磁场又 的方向与激励电流方向相反。而涡流又会形成自己的磁场，这个磁场又会在激励线圈中产生感应电流，这个感应电流与涡流方向相反，所以与 会在激励线圈中产生感应电流，这个感应电流与涡流方向相反，所以与激励电流方向相同。这就是说，涡流的反作用是使激励线圈中电流增加。激励电流方向相同。这就是说，涡流的反作用是使激励线圈中电流增加。如果涡流发生变化，这个反作用电流也会变化，从这个变化着反作用电 如果涡流发生变化，这个反作用电流也会变化，从这个

15、变化着反作用电流中，我们可以得到试件性能的信息。流中，我们可以得到试件性能的信息。另外，激励电流和反作用电流之间有一个相位差，这个相位差也随 另外，激励电流和反作用电流之间有一个相位差，这个相位差也随着试件的性能而变化，因而，也可以从这个相位差中得到试件性能的信 着试件的性能而变化，因而，也可以从这个相位差中得到试件性能的信息。有关检测线圈的形式和使用特点如 息。有关检测线圈的形式和使用特点如表 表7-1 7-1所示。所示。7.1 涡流检测原理及影响要素返回 下一页 上一页（3 3）间距。检测线圈和试件如何配合，也就是说，它们之间相距多）间距。检测线圈和试件如何配合，也就是说，它们之间相距多少

16、距离，它们之间做什么形式的相对运动，也会直接影响涡流检测的灵 少距离，它们之间做什么形式的相对运动，也会直接影响涡流检测的灵敏度，因而间距是影响涡流检测的第三个要素。敏度，因而间距是影响涡流检测的第三个要素。（4 4）机械传动。在很多场合，特别是在冶金工厂，对管、棒、线、）机械传动。在很多场合，特别是在冶金工厂，对管、棒、线、丝等成品或半成品的涡流检测大多放在生产线上，即 丝等成品或半成品的涡流检测大多放在生产线上，即“在线 在线”检测，或 检测，或者是形成一条半成品或成品流水自动检测线，所以机械传动装置性能，者是形成一条半成品或成品流水自动检测线，所以机械传动装置性能，包括同心度、直度、振动

17、、速度稳定性能等都会影响涡流检测的好坏。包括同心度、直度、振动、速度稳定性能等都会影响涡流检测的好坏。因此，机械传动是影响涡流检测的第四个要素。因此，机械传动是影响涡流检测的第四个要素。（5 5）标准样块。涡流检测是一种相对的检测，它的检测要求有一个）标准样块。涡流检测是一种相对的检测，它的检测要求有一个标准样块（如标准伤、标准厚度等）作为比较，所以检测中的标准伤的 标准样块（如标准伤、标准厚度等）作为比较，所以检测中的标准伤的形状和尺寸，测厚中的标准厚度的精度等都会影响涡流检测的好坏，因 形状和尺寸，测厚中的标准厚度的精度等都会影响涡流检测的好坏，因而标准样块是影响涡流检测的第五个要素。而标

18、准样块是影响涡流检测的第五个要素。7.1 涡流检测原理及影响要素返回 上一页 1.1.涡流检测诊断仪的组成及显示装置 涡流检测诊断仪的组成及显示装置 不同的涡流检测仪是根据不同的检测目的和应用不同的方法抑制干 不同的涡流检测仪是根据不同的检测目的和应用不同的方法抑制干扰因素、拾取有用信息的电子仪。随着用途的不同、检测线圈的不同以 扰因素、拾取有用信息的电子仪。随着用途的不同、检测线圈的不同以及提取影响检测线圈阻抗的各种因素的方法不同等，研制出了各种不同 及提取影响检测线圈阻抗的各种因素的方法不同等，研制出了各种不同类型的涡流检测仪器。但大多数涡流检测系统必须具有如下功能。类型的涡流检测仪器。但

19、大多数涡流检测系统必须具有如下功能。（1 1）激励检测线圈。）激励检测线圈。（2 2）用被检工件来调制检测线圈的输出信号。）用被检工件来调制检测线圈的输出信号。（3 3）在放大以前对检测线圈的信号进行处理。）在放大以前对检测线圈的信号进行处理。（4 4）将信号放大。）将信号放大。（5 5）对信号作检波和解调及分析等。）对信号作检波和解调及分析等。（6 6）信号的显示和记录。）信号的显示和记录。涡流检测仪一般由振荡器、探头（检测线圈及其装配件）、信号输 涡流检测仪一般由振荡器、探头（检测线圈及其装配件）、信号输出电路、放大器、处理器、显示器、记录仪和电源等几部分组成，其原 出电路、放大器、处理器

20、、显示器、记录仪和电源等几部分组成，其原理方框图如 理方框图如图 图7-2 7-2所示。所示。7.2 涡流检测设备返回 下一页 振荡器的作用是给电桥电路提供电源，当作为电桥桥臂的检测线圈 振荡器的作用是给电桥电路提供电源，当作为电桥桥臂的检测线圈移动到有缺陷的部位时，电桥输出信号，信号经放大后输入检波器进行 移动到有缺陷的部位时，电桥输出信号，信号经放大后输入检波器进行相位分析，再经滤波和幅度分析后，送到显示和记录装置。相位分析，再经滤波和幅度分析后，送到显示和记录装置。根据振荡器的输出频率可分为高频与低频。高频振荡频率为 根据振荡器的输出频率可分为高频与低频。高频振荡频率为2 2 6MHz

21、6MHz，适合于检测表面裂纹；低频振荡频率为，适合于检测表面裂纹；低频振荡频率为50 50 100Hz 100Hz，穿透深度较大，适，穿透深度较大，适合于检测表面下缺陷和多层结构中第二层材质中的缺陷。合于检测表面下缺陷和多层结构中第二层材质中的缺陷。涡流信号显示装置主要有电流表、示波管和计算机的 涡流信号显示装置主要有电流表、示波管和计算机的CRT CRT三类。三类。（1 1）电流表显示多用于便携式小型涡流检测仪中。当缺陷出现，电）电流表显示多用于便携式小型涡流检测仪中。当缺陷出现，电桥失去平衡时，电流表指针偏转。电表读数与缺陷大小和缺陷深度有关。桥失去平衡时，电流表指针偏转。电表读数与缺陷大

22、小和缺陷深度有关。对于表面缺陷，电表读数与缺陷的大小呈线性关系。例如，裂纹测深时 对于表面缺陷，电表读数与缺陷的大小呈线性关系。例如，裂纹测深时可从电表直接读出裂纹深度，涂层厚胶测量时可从电表直接读出厚度，可从电表直接读出裂纹深度，涂层厚胶测量时可从电表直接读出厚度，电导率检测时可直接读出电导率等。随着电子技术的发展，目前已有用 电导率检测时可直接读出电导率等。随着电子技术的发展，目前已有用数码显示代替电表显示，这样可避免人为误差。数码显示代替电表显示，这样可避免人为误差。7.2 涡流检测设备返回 下一页 上一页（2 2）示波管显示多用于较大的涡流检测仪器中。它可以把探头检测）示波管显示多用于

23、较大的涡流检测仪器中。它可以把探头检测到的阻抗在阻抗平面上的二维分量以图形显示出来。检测线圈的阻抗特 到的阻抗在阻抗平面上的二维分量以图形显示出来。检测线圈的阻抗特性如 性如图 图7-3 7-3所示，当线圈远离工件时，空载阻抗 所示，当线圈远离工件时，空载阻抗Z Z0 0在阻抗平面上对应于 在阻抗平面上对应于P P0 0点，阻抗角为 点，阻抗角为 0 0；当线圈靠近工件检测时，由于受工件和涡流的影响，；当线圈靠近工件检测时，由于受工件和涡流的影响，线圈阻抗变为 线圈阻抗变为Z Z1 1，在阻抗平面上对应于，在阻抗平面上对应于P P1 1点，阻抗角为 点，阻抗角为 1 1。随着工件缺。随着工件缺

24、陷以及探头距缺陷位置的不同，陷以及探头距缺陷位置的不同，P P1 1点会在阻抗平面上以一定轨迹变动。点会在阻抗平面上以一定轨迹变动。涡流检测时，由于集肤效应的存在，使得表层下不同深度和缺陷对 涡流检测时，由于集肤效应的存在，使得表层下不同深度和缺陷对探头阻抗的影响不同，表层下大缺陷引起的信号幅值有可能与小缺陷引 探头阻抗的影响不同，表层下大缺陷引起的信号幅值有可能与小缺陷引起的信号幅值相同，因此不能根据信号幅值确定缺陷的深度。但示波管 起的信号幅值相同，因此不能根据信号幅值确定缺陷的深度。但示波管显示可解决这一问题。实验表明，涡流检测时，表面下的涡流滞后于表 显示可解决这一问题。实验表明，涡流

25、检测时，表面下的涡流滞后于表面涡流一定的相位角，在无限厚的材料内，滞后的相位角与缺陷深度有 面涡流一定的相位角，在无限厚的材料内，滞后的相位角与缺陷深度有线性关系，因而利用相位分析即可判断出缺陷的深度。实际检测时情况 线性关系，因而利用相位分析即可判断出缺陷的深度。实际检测时情况复杂得多，可用试样确定相位与缺陷深度的关系。图 复杂得多，可用试样确定相位与缺陷深度的关系。图7-4 7-4是用表面探头检 是用表面探头检测厚铝板缺陷时，相位角与缺陷深度的依赖关系。测厚铝板缺陷时，相位角与缺陷深度的依赖关系。7.2 涡流检测设备返回 下一页 上一页 图 图7-4 7-4中阻抗曲线与水平线的夹角 中阻抗

26、曲线与水平线的夹角 为滞后相位角。为滞后相位角。由 由图 图7-4 7-4可以看出，裂纹 可以看出，裂纹1 1的扩展深度大于表层下洞穴 的扩展深度大于表层下洞穴3 3，但裂纹，但裂纹1 1的 的相位角却小于洞穴 相位角却小于洞穴3 3的相位角。的相位角。（3 3）计算机数据处理可将几个通道来的数据直接进入在线实时处理，）计算机数据处理可将几个通道来的数据直接进入在线实时处理，并将结果在 并将结果在CRT CRT上进行实时显示，如 上进行实时显示，如图 图7-5 7-5所示。所示。2.2.涡流检测仪的一般操作步骤 涡流检测仪的一般操作步骤 不同型号的涡流检测仪的操作步骤虽然各不相同，但是操作步骤

27、大 不同型号的涡流检测仪的操作步骤虽然各不相同，但是操作步骤大致可归纳如下。致可归纳如下。（1 1）仪器预热。一般的晶体管仪器预热半小时左右。）仪器预热。一般的晶体管仪器预热半小时左右。（2 2）选定仪器的平衡形式（自动还是手动）或者不需平衡。如用手）选定仪器的平衡形式（自动还是手动）或者不需平衡。如用手动平衡，则应调节补偿器，使探头零电势得到平衡，一般仪器可用示波 动平衡，则应调节补偿器，使探头零电势得到平衡，一般仪器可用示波器来监视零电势平衡的情况。调平衡时，灵敏度旋钮先放在较低档级，器来监视零电势平衡的情况。调平衡时，灵敏度旋钮先放在较低档级，平衡调整中逐渐增高灵敏度。平衡调整中逐渐增高

28、灵敏度。7.2 涡流检测设备返回 下一页 上一页（3 3）选定灵敏度。有经验可一次选定，没有经验可通过标准伤的探）选定灵敏度。有经验可一次选定，没有经验可通过标准伤的探测反复多次确定。测反复多次确定。（4 4）相位调节。使标准伤的信噪比最大。）相位调节。使标准伤的信噪比最大。（5 5）根据所选定的检测速度选择滤波器形式（高通、带通和低通）根据所选定的检测速度选择滤波器形式（高通、带通和低通）及滤波器的频率。及滤波器的频率。（6 6）调节报警电平，使标准伤正好报警。在静态调好后，还需在检）调节报警电平，使标准伤正好报警。在静态调好后，还需在检测前进行复核。测前进行复核。（7 7）调节好记录器的灵

29、敏度，使标准伤的指示在记录纸刻度的）调节好记录器的灵敏度，使标准伤的指示在记录纸刻度的50%50%左右。左右。（8 8）调节标记装置的延迟时间，使标记最好打在标准伤上。）调节标记装置的延迟时间，使标记最好打在标准伤上。（9 9）决定自动分选的档级（分两类还是分三类），在分三类的情况）决定自动分选的档级（分两类还是分三类），在分三类的情况下，应在控制台上预选好试件的定尺长度。下，应在控制台上预选好试件的定尺长度。（10 10）对标准伤进行反复多次探测，即预测，看是否满足检测的要）对标准伤进行反复多次探测，即预测，看是否满足检测的要求。求。7.2 涡流检测设备返回 下一页 上一页（11 11）经过

30、）经过1 1 2h 2h的生产检测，并对标准伤进行一次复探，合格后可 的生产检测，并对标准伤进行一次复探，合格后可继续进行生产检测，如发现标准伤反应的幅值变大或变小，则应重新对 继续进行生产检测，如发现标准伤反应的幅值变大或变小，则应重新对设备进行调整，而且对先前探过的试件应进行复查。设备进行调整，而且对先前探过的试件应进行复查。3.3.涡流检测诊断的典型仪器 涡流检测诊断的典型仪器 目前，涡流检测诊断的仪器类型很多。下面介绍美国 目前，涡流检测诊断的仪器类型很多。下面介绍美国STEVE STEVE公司的 公司的NORTEC19 NORTEC19型涡流检测仪。型涡流检测仪。NORTEC19 N

31、ORTEC19是美国 是美国STEVE STEVE设备公司出品的无损检测仪。它具有数字存储、设备公司出品的无损检测仪。它具有数字存储、实时直观显示并能满足现实中几乎全部的涡流检测需求等优点。它能通 实时直观显示并能满足现实中几乎全部的涡流检测需求等优点。它能通过双频显示功能将两路频率信号合并，去除某些干扰信号。它的 过双频显示功能将两路频率信号合并，去除某些干扰信号。它的CMOS CMOS电 电路及微处理器控制使其成为一种便携式设备。路及微处理器控制使其成为一种便携式设备。在使用中，该仪器可通过面板键盘编程，进行数字控制。它具有绝 在使用中，该仪器可通过面板键盘编程，进行数字控制。它具有绝对式

32、、差动式和自比较式线圈，因此是一种多功能仪器。它的 对式、差动式和自比较式线圈，因此是一种多功能仪器。它的NTSC NTSC制式 制式视频输出可以在任何显示器和电视机上显示，还可与录像机和视频打印 视频输出可以在任何显示器和电视机上显示，还可与录像机和视频打印机连接使用。其控制面板如 机连接使用。其控制面板如图 图7-6 7-6所示。所示。7.2 涡流检测设备返回 下一页 上一页 4.4.对比试样 对比试样 对比试样是按照一定要求制作的具有人工缺陷的标准试样。用来设 对比试样是按照一定要求制作的具有人工缺陷的标准试样。用来设定（或调整）检测装置的灵敏度，确定检测仪上各旋钮的位置，或者用 定（或

33、调整）检测装置的灵敏度，确定检测仪上各旋钮的位置，或者用来定时地校核检测装置的灵敏度，使其维持在规定的电平上。另外，还 来定时地校核检测装置的灵敏度，使其维持在规定的电平上。另外，还用作判废标准。但是对比试样上人工缺陷的大小不表示检测仪可能检出 用作判废标准。但是对比试样上人工缺陷的大小不表示检测仪可能检出的最小缺陷，所能检测到的最小缺陷能力取决于检测装置的综合灵敏度。的最小缺陷，所能检测到的最小缺陷能力取决于检测装置的综合灵敏度。用于制备对比试样的钢管应与被探件的公称尺寸相同，化学成分、用于制备对比试样的钢管应与被探件的公称尺寸相同，化学成分、表面状况及热处理状态相似，且具有相似的电磁特性。

34、对比试样的表面，表面状况及热处理状态相似，且具有相似的电磁特性。对比试样的表面，应无氧化皮等影响校准的缺陷。在 应无氧化皮等影响校准的缺陷。在GB 7735-1987 GB 7735-1987钢管的涡流探伤方法 钢管的涡流探伤方法标准中规定：做对比试样的钢管，其弯曲度不应大于 标准中规定：做对比试样的钢管，其弯曲度不应大于1.5 1.5：1OOO 1OOO。一般对比试样的人工缺陷为两种，即穿过管壁并垂直于钢管表面的 一般对比试样的人工缺陷为两种，即穿过管壁并垂直于钢管表面的孔和平行于钢管纵轴且侧边平行的槽口。对比试样上人工缺陷的位置、孔和平行于钢管纵轴且侧边平行的槽口。对比试样上人工缺陷的位置

35、、尺寸和加工要求，应满足相应的标准或其他技术文件的要求。尺寸和加工要求，应满足相应的标准或其他技术文件的要求。7.2 涡流检测设备返回 上一页 涡流无损检测诊断的主要特点如下。涡流无损检测诊断的主要特点如下。（1 1）特别适用于薄、细导电材料，而对粗厚材料只适用于表面和近）特别适用于薄、细导电材料，而对粗厚材料只适用于表面和近表面的检测。表面的检测。（2 2）不需要藕合剂，可以非接触进行检测。不过随着探头到试件表）不需要藕合剂，可以非接触进行检测。不过随着探头到试件表面距离的增大，涡流检测灵敏度会降低。面距离的增大，涡流检测灵敏度会降低。（3 3）速度极快，易于实现自动化。因为不需要藕合剂，涡

36、流检测时）速度极快，易于实现自动化。因为不需要藕合剂，涡流检测时并不要求探头与工件接触，所以为实现高速自动化检测提供了条件。尤 并不要求探头与工件接触，所以为实现高速自动化检测提供了条件。尤其在有色金属工厂，如铜、铝、锆管的自动化生产线上，可直接应用于 其在有色金属工厂，如铜、铝、锆管的自动化生产线上，可直接应用于在线检测控制产品质量。在线检测控制产品质量。（4 4）可用于高温检测。由于高温下的导电试件仍有导电的性质，尤）可用于高温检测。由于高温下的导电试件仍有导电的性质，尤其重要的是加热到居里点温度以上的钢材，检测时不再受磁导率的影响，其重要的是加热到居里点温度以上的钢材，检测时不再受磁导率

37、的影响，可以像非磁性金属那样用涡流法进行检测、材质检测以及棒材直径、管 可以像非磁性金属那样用涡流法进行检测、材质检测以及棒材直径、管材的壁厚、板材厚度等测量。材的壁厚、板材厚度等测量。7.3 涡流检测特点返回 下一页（5 5）可用于异形材和小零件的检测。涡流检测线圈可绕制成各种形）可用于异形材和小零件的检测。涡流检测线圈可绕制成各种形状，因而可对截面形状为三角形、椭圆形等的异形材料进行检测。对于 状，因而可对截面形状为三角形、椭圆形等的异形材料进行检测。对于小零件的检测，如小轴、螺母等工件检测，涡流法也有其独到之处。小零件的检测，如小轴、螺母等工件检测，涡流法也有其独到之处。（6 6）不仅适

38、用于导电材料的缺陷检测，而且对导电材料的其他特性）不仅适用于导电材料的缺陷检测，而且对导电材料的其他特性提供检测的可能性。只要试件的其他各种因素对涡流有影响，就可能应 提供检测的可能性。只要试件的其他各种因素对涡流有影响，就可能应用涡流检测来检测试件的各种性能，这是它的优点。但反过来，又由于 用涡流检测来检测试件的各种性能，这是它的优点。但反过来，又由于它受各种其他因素的影响，要从涡流的变化中单独得到某个因素的变化，它受各种其他因素的影响，要从涡流的变化中单独得到某个因素的变化，就比较困难。就比较困难。另外，涡流无损检测诊断技术具有设备简单、操作方便、速度快、另外，涡流无损检测诊断技术具有设备

39、简单、操作方便、速度快、成本低、易于实现自动化，以及能在装配状态下对机械装置进行检测等 成本低、易于实现自动化，以及能在装配状态下对机械装置进行检测等优点，因此在许多工业部门中得到了十分广泛的应用。特别是在有色金 优点，因此在许多工业部门中得到了十分广泛的应用。特别是在有色金属工程，比如铝管、铜管、锆管的自动化生产线上，直接用该技术在线 属工程，比如铝管、铜管、锆管的自动化生产线上，直接用该技术在线检测控制产品质量。根据检测因素的不同，涡流无损检测诊断技术可检 检测控制产品质量。根据检测因素的不同，涡流无损检测诊断技术可检测的项目可分为检测、材质试验和尺寸检查三大类。测的项目可分为检测、材质试

40、验和尺寸检查三大类。7.3 涡流检测特点返回 下一页 上一页 1.1.检测 检测 通过检测金属试件材料的不连续性，主要应用在以下几方面。通过检测金属试件材料的不连续性，主要应用在以下几方面。（1 1）管、棒、线、板材等的检测。）管、棒、线、板材等的检测。（2 2）机制件的检测。）机制件的检测。（3 3）飞机维护、管道系统维护检查。）飞机维护、管道系统维护检查。（4 4）疲劳裂纹的监视。）疲劳裂纹的监视。2.2.材质试验 材质试验 通过检测电导率 通过检测电导率、磁导率、磁导率，主要应用在以下几方面。，主要应用在以下几方面。（1 1）测量金属试件的电磁参数。）测量金属试件的电磁参数。（2 2）金

41、属热处理状态的分选。）金属热处理状态的分选。（3 3）金属材料的分选。）金属材料的分选。（4 4）金属材料成分含量、杂质含量的鉴别。）金属材料成分含量、杂质含量的鉴别。7.3 涡流检测特点返回 下一页 上一页 3.3.尺寸及状态等的检查 尺寸及状态等的检查 通过提离效应、厚度效应、充填效应等。通过提离效应、厚度效应、充填效应等。（1 1）金属试件上涂、镀等膜层测量。）金属试件上涂、镀等膜层测量。（2 2）板材测厚。）板材测厚。（3 3）位移、振动测量。）位移、振动测量。（4 4）液面位置、压力等的监控。）液面位置、压力等的监控。（5 5）零件计数、转速测量等。）零件计数、转速测量等。7.3 涡

42、流检测特点返回 上一页 1.1.涡流检测的基本方法和操作程序 涡流检测的基本方法和操作程序（1 1）检测前的准备工作。）检测前的准备工作。根据试件的性质、形状、尺寸及欲检出的缺陷种类和大小选择检 根据试件的性质、形状、尺寸及欲检出的缺陷种类和大小选择检测方法及设备，对小直径、大批量焊管或棒材的表面检测，大都选用配 测方法及设备，对小直径、大批量焊管或棒材的表面检测，大都选用配有穿过式自比线圈的自动检测设备。有穿过式自比线圈的自动检测设备。对被探件进行预处理，除去其表面的油脂、氧化物及吸附的铁屑 对被探件进行预处理，除去其表面的油脂、氧化物及吸附的铁屑等杂物。等杂物。根据相应的技术条件或标准来制

43、备对比试样。根据相应的技术条件或标准来制备对比试样。对检测装置进行预运行。检测仪通电后，必须预热 对检测装置进行预运行。检测仪通电后，必须预热30min 30min左右。左右。调整传送装置，使试件通过线圈时无偏心、无摆动。调整传送装置，使试件通过线圈时无偏心、无摆动。（2 2）确定检测规范。）确定检测规范。选择检测频率。检测频率与缺陷检出灵敏度有很大的关系，直接 选择检测频率。检测频率与缺陷检出灵敏度有很大的关系，直接影响到试件上涡流的大小、分布和相位。一般是根据透入深度以及缺陷 影响到试件上涡流的大小、分布和相位。一般是根据透入深度以及缺陷的阻抗变化来选择。的阻抗变化来选择。7.4 涡流检测

44、方法及其应用返回 下一页 其方法是利用阻抗平面图找出由缺陷引起的阻抗变化最大处的频率 其方法是利用阻抗平面图找出由缺陷引起的阻抗变化最大处的频率（或者是缺陷与干扰因素阻抗变化之间相位差最大处的频率）作为检测（或者是缺陷与干扰因素阻抗变化之间相位差最大处的频率）作为检测频率。频率。确定工件的传送速度。确定工件的传送速度。调整磁饱和程度。在探测铁磁性材料的试件时，由于试件磁导率 调整磁饱和程度。在探测铁磁性材料的试件时，由于试件磁导率的不均匀性引起噪声，影响检测结果。为了减小磁导率不均匀性的影响，的不均匀性引起噪声，影响检测结果。为了减小磁导率不均匀性的影响，使被检部位置于直流磁场中，达到磁饱和状

45、态的 使被检部位置于直流磁场中，达到磁饱和状态的80%80%左右。左右。相位的调整。装有移相器的检测仪，要调整其相位角使对比试样 相位的调整。装有移相器的检测仪，要调整其相位角使对比试样上的人工缺陷能够最明显地探测出来，而缺陷以外的杂乱信号应尽可能 上的人工缺陷能够最明显地探测出来，而缺陷以外的杂乱信号应尽可能地排除掉。同时，相位的选择也应考虑到使缺陷的种类和位置尽可能地 地排除掉。同时，相位的选择也应考虑到使缺陷的种类和位置尽可能地区分开。区分开。滤波器频率的确定。一般说来，由试件表面缺陷产生的信号频率 滤波器频率的确定。一般说来，由试件表面缺陷产生的信号频率是高频成分，且受缺陷大小、传送速

46、度的影响。而试件尺寸、材质变化 是高频成分，且受缺陷大小、传送速度的影响。而试件尺寸、材质变化和传送振动所产生的干扰信号是低频。外来噪声及仪器本身的频率则更 和传送振动所产生的干扰信号是低频。外来噪声及仪器本身的频率则更高。通常滤波器的频率调整应从实验中求得。高。通常滤波器的频率调整应从实验中求得。7.4 涡流检测方法及其应用返回 下一页 上一页 幅度鉴别器的调整。振幅小的干扰信号可以通过幅度鉴别器消除，幅度鉴别器的调整。振幅小的干扰信号可以通过幅度鉴别器消除，其调整应在相位、滤波器频率调定后进行。应注意，由于幅度鉴别器调 其调整应在相位、滤波器频率调定后进行。应注意，由于幅度鉴别器调定的程度

47、不同，对同一缺陷会有不同的指示。为此，若仪器的相位、滤 定的程度不同，对同一缺陷会有不同的指示。为此，若仪器的相位、滤波器频率、灵敏度一经变动，则应重新调节幅度鉴别器。波器频率、灵敏度一经变动，则应重新调节幅度鉴别器。平衡电路的调定。桥路的平衡调整是指将没有缺陷的对比试样，平衡电路的调定。桥路的平衡调整是指将没有缺陷的对比试样，通过检测线圈把桥路的输出调节到零。调节时仪器灵敏度应处在最低位 通过检测线圈把桥路的输出调节到零。调节时仪器灵敏度应处在最低位置上，依次反复调节两个平衡旋钮直到电表或阴极射线管的输出等于零，置上，依次反复调节两个平衡旋钮直到电表或阴极射线管的输出等于零，然后逐步提高仪器

48、灵敏度，再依次反复地调节这两个旋钮，直至到达所 然后逐步提高仪器灵敏度，再依次反复地调节这两个旋钮，直至到达所规定的灵敏度为止。规定的灵敏度为止。灵敏度的调定。灵敏度调节是指将对比试样上人工缺陷信号的大 灵敏度的调定。灵敏度调节是指将对比试样上人工缺陷信号的大小调节到所规定的电平。仪器灵敏度的选择一般是将规定的人工缺陷在 小调节到所规定的电平。仪器灵敏度的选择一般是将规定的人工缺陷在记录仪上的指示高度调整到记录仪满刻度的 记录仪上的指示高度调整到记录仪满刻度的50%50%60%60%，在调节灵敏度之，在调节灵敏度之前，必须先确定试件传送速度、磁饱和装置的磁化电流、检测频率和振 前，必须先确定试

49、件传送速度、磁饱和装置的磁化电流、检测频率和振荡器的输出，并且在相位、滤波器频率、幅度鉴别器的调节完成后进行。荡器的输出，并且在相位、滤波器频率、幅度鉴别器的调节完成后进行。7.4 涡流检测方法及其应用返回 下一页 上一页（3 3）检测。在选定的检测规范下进行检测，应尽量保持固定的传送）检测。在选定的检测规范下进行检测，应尽量保持固定的传送速度，同时使线圈与试件的距离保持不变。在连续检测过程中，应每隔 速度，同时使线圈与试件的距离保持不变。在连续检测过程中，应每隔2h 2h或在每批检测完毕后，用对比试样校验仪器。或在每批检测完毕后，用对比试样校验仪器。（4 4）检测结果分析。根据仪器的指示和记

50、录器、报警器、缺陷标记）检测结果分析。根据仪器的指示和记录器、报警器、缺陷标记器指示出来的缺陷，判断检测结果。如果对所得到的检测结果产生疑点 器指示出来的缺陷，判断检测结果。如果对所得到的检测结果产生疑点时，则应进行重新检测或用目视、磁粉、渗透和破坏试验等方法加以验 时，则应进行重新检测或用目视、磁粉、渗透和破坏试验等方法加以验证。证。（5 5）消磁。铁磁材料经饱和磁化后应进行退磁处理。）消磁。铁磁材料经饱和磁化后应进行退磁处理。（6 6）结果评定。对钢管或焊管的检测中，若缺陷显示信号小于对比）结果评定。对钢管或焊管的检测中，若缺陷显示信号小于对比试样人工缺陷信号时，应判定为该钢管或焊管经涡流