渦流檢測原理課件

第一單元基礎(chǔ)理論部分第一章渦流檢測的物理基礎(chǔ)1.1概念渦流（EddyCurrent）在導(dǎo)體內(nèi)部自成閉合回路，成渦旋狀流動的電流，稱為渦流。渦流檢測（EddyCurrentTesting）渦流檢測的基本原理是電磁感應(yīng)。載有交變電流的檢測線圈接近檢測的導(dǎo)電試件時，由于檢測線圈磁場的作用在導(dǎo)體的表面和近表面感應(yīng)出渦流。渦流信號的幅值、相位及其在試件中流動的軌跡，與試件的電磁特性、試件中的缺陷、線圈與試件的耦合狀態(tài)等因素相關(guān)。該渦流產(chǎn)生的磁場作用又使檢測線圈的阻抗發(fā)生變化，因此通過測定線圈阻抗的變化，即可獲得被檢件有無缺陷的信息。（渦流原理模擬）第一單元基礎(chǔ)理論部分第一章渦流檢測的物理基礎(chǔ)11.2渦流檢測的特點管棒線材檢測速度快電磁耦合無須耦合劑1.2渦流檢測的特點管棒線材電磁耦合2金屬基體上覆蓋層（涂鍍層）厚度測量—導(dǎo)電基體上非導(dǎo)電覆蓋層厚度測量—鐵磁性材料基體上非鐵磁性覆蓋層厚度測量石墨、碳纖維等非金屬復(fù)合材料檢測（理論）數(shù)字化處理能力強，但信息量少；實施條件簡單，對產(chǎn)品表面沒有污染金屬基體上覆蓋層（涂鍍層）厚度測量3渦流檢測的局限性檢測對象和范圍受到限制，適用于導(dǎo)電材料的表面及近表面缺陷，不適用深層的內(nèi)部缺陷；渦流滲透深度、檢測頻率、檢測靈敏度之間的關(guān)系；渦流的作用范圍影響缺陷位置的判定；（檢測線圈特征、儀器電子平衡、缺陷特性)影響渦流信號的干擾因素比較多：（材料物理狀態(tài)、外形尺寸、表面耦合）渦流檢測的局限性檢測對象和范圍受到限制，適用于導(dǎo)電材料的表41.3渦流檢測的基礎(chǔ)知識材料的導(dǎo)電性 根據(jù)物質(zhì)導(dǎo)電性，可將物質(zhì)分為：導(dǎo)體、絕緣體、半導(dǎo)體導(dǎo)電性能差異的原因 電阻率ρ：單位長度、單位截面積的電阻。 電導(dǎo)率σ：電阻率的倒數(shù)。 電導(dǎo)率σ的單位：MS/m和%

IACS國際退火銅標(biāo)準(zhǔn)（%

IACS）電阻率愈小，電導(dǎo)率愈大，材料的導(dǎo)電性愈好

1.3渦流檢測的基礎(chǔ)知識材料的導(dǎo)電性5電阻率、電導(dǎo)率與材料導(dǎo)電性能的關(guān)系影響金屬導(dǎo)電性能的主要因素溫度：溫度越高，電阻率越大，電導(dǎo)率越小。雜質(zhì)：雜質(zhì)越高，電阻率越大，電導(dǎo)率越小。應(yīng)力：在彈性范圍內(nèi)，應(yīng)力能提高金屬的電阻率，降低電導(dǎo)率。形變：形變使晶體的點陣發(fā)生畸變，使電阻增加，電導(dǎo)率下降。熱處理：熱處理可以使金屬的導(dǎo)電率得到恢復(fù)。

電阻率、電導(dǎo)率與材料導(dǎo)電性能的關(guān)系6材料的導(dǎo)磁性物質(zhì)的宏觀磁性物質(zhì)的微觀磁性抗磁性物質(zhì):-磁化后使磁場略減弱的材料，其相對磁導(dǎo)率μr略大于1順磁性物質(zhì)-磁化后使磁場略有增強的材料，其相對磁導(dǎo)率略小于1非鐵磁性材料-基本不受磁場影響，即不能被磁化的材料，包括：鐵磁性物質(zhì)-具有磁滯和磁飽和現(xiàn)象，其磁導(dǎo)率與磁場強度有關(guān)且相對磁導(dǎo)率μr遠(yuǎn)大于1材料的導(dǎo)磁性物質(zhì)的宏觀磁性7磁化(技術(shù)磁化)鐵磁性材料的磁化過程磁化強度:MA/m磁化（技術(shù)磁化）曲線磁場強度HA/m磁化率χ磁感應(yīng)強度B（磁通密度）T磁導(dǎo)率μ真空磁導(dǎo)率，是相對磁導(dǎo)率磁化(技術(shù)磁化)8影響材料鐵磁性因素的作用規(guī)律

-溫度、形變以及材料的組織等-飽和磁化強度隨溫度的升高而下降對鐵磁性材料的磁導(dǎo)率和矯頑力的影響：-純度愈高磁導(dǎo)率愈大，矯頑力愈??；-晶界、亞晶界、位錯愈少，磁導(dǎo)率愈高，矯頑力愈小；-應(yīng)力愈小，磁導(dǎo)率愈高，矯頑力愈小。渦流檢測原理課件9正弦交流電直流電單位時間內(nèi)通過某一導(dǎo)體橫截面的電荷量，稱為電流強度（簡稱電流），記作，在SI中，單位是A（安培）。假設(shè)在時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量為，則電流為正弦交流電直流電10正弦交流電電勢、電壓、電流的大小和方向隨時間按正弦規(guī)律變化的電路稱為交流電路。其中大小、方向隨時間按正弦規(guī)律交變的電流稱為正弦交流電流，簡稱交流電流是電流的幅值，是角頻率（rad/s），是初相位（rad），是時間（s）正弦交流電11阻抗及其矢量圖阻抗及其矢量圖12第二章渦流檢測技術(shù)2.1電磁感應(yīng)及渦流電磁感應(yīng)(electromagneticinduction)-當(dāng)通過閉合回路中的磁通量發(fā)生變化時，回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流的現(xiàn)象。磁通(magneticflux)-磁場B對任意一曲面S的通量稱為曲面S的磁通量，簡稱磁通，單位是WeberN-線圈匝數(shù)；I-電流S-曲面磁阻抗第二章渦流檢測技術(shù)2.1電磁感應(yīng)及渦流13感應(yīng)電流的方向-楞次定律(閉合回路內(nèi)的感應(yīng)電流所產(chǎn)生的磁場總是阻礙引起感生電流的磁通變化)右手定則，右手螺旋關(guān)系影像資料-電磁感應(yīng)現(xiàn)象感應(yīng)電流的方向-楞次定律14法拉第電磁感應(yīng)定律自感(inductance)L-自感系數(shù)單位：H-交變電流感生電動勢方向增加相反減小相同L-尺寸、匝數(shù)、形狀、介質(zhì)有關(guān)，與電流無關(guān)。法拉第電磁感應(yīng)定律15互感(mutualinductance)當(dāng)兩個線圈的電流可以相互提供磁通時，就說明他們之間存在相互的互感耦合，簡稱互感M-尺寸、匝數(shù)、形狀、媒質(zhì)、磁導(dǎo)率有關(guān)，還與線圈相互位置有關(guān)?；ジ芯€圈串接順接(+)逆接(-)互感(mutualinductance)16渦流(EddyCurrent)：感應(yīng)電流在導(dǎo)體內(nèi)部自成閉合回路，成渦旋狀流動，稱之為渦旋電流。渦流的大小、相位、流動形式受到試件導(dǎo)電性能、尺寸、缺陷等因素影響。渦流產(chǎn)生的磁場影響檢測線圈的阻抗的變化。渦流(EddyCurrent)：感應(yīng)電流在導(dǎo)體內(nèi)部自成閉合17趨膚效應(yīng)(skineffect)集膚效應(yīng)(見檢測頻率對表面裂紋的影響）-隨著檢測頻率的增加，電流的透入深度減小的現(xiàn)象。-表面渦流密度最大，按復(fù)指數(shù)規(guī)律衰減。透入深度(depthofpenetration)渦流密度衰減到其表面值的時的透入深度稱為標(biāo)準(zhǔn)透入深度(standarddepthofpenetration)。渦流密度降至表面約37%時的透入深度。趨膚效應(yīng)(skineffect)集膚效應(yīng)(見檢測頻18

趨膚效應(yīng)

標(biāo)準(zhǔn)透入深度頻率電導(dǎo)率

磁導(dǎo)率趨膚效應(yīng)19mHzH/mS/mmHzS/mmHzH/mS/mmHzS/m20f=50Hz(58MS/m)f=60KHz(32%IACS18.6MS/m54nΩ·m)f=50Hz(58MS/m)212.2阻抗分析法（見阻抗的變化）線圈的阻抗圓柱導(dǎo)體的有效磁導(dǎo)率(真實)磁場變化/磁導(dǎo)率恒定(假設(shè))磁場恒定/磁導(dǎo)率變化(有效磁導(dǎo)率)有效磁導(dǎo)率(effectivepermeability)不是一個常量，與激勵頻率、導(dǎo)體半徑、電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率有關(guān)。2.2阻抗分析法（見阻抗的變化）線圈的阻抗22特征頻率(characteristicfrequency)用于表征被檢物質(zhì)固有電磁特性和幾何尺寸的物理量。特征頻率(characteristicfrequency)23對于兩個不同的試件，只要各對應(yīng)的頻率比相同，則有效磁導(dǎo)率、渦流密度及磁場強度的幾何分布均相同圓柱體穿過式線圈阻抗的影響因素：試件的電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率、幾何尺寸、缺陷以及試驗頻率等對于兩個不同的試件，只要各對應(yīng)的頻率比相同，則有效磁導(dǎo)率、渦24渦流檢測原理課件25提離效應(yīng)(liftoffeffect)渦流檢測線圈與被檢件之間距離改變時，其阻抗矢量產(chǎn)生變化的效應(yīng)。邊緣效應(yīng)(edgeeffect)端部效應(yīng)(endeffect)由于試件幾何形狀突變，造成磁場或渦流被干擾。此效應(yīng)會妨礙該區(qū)域內(nèi)缺陷的檢測。提離效應(yīng)(liftoffeffect)26第三章渦流檢測裝置渦流檢測儀(eddycurrenttestinginstrument)-利用電磁感應(yīng)原理檢測導(dǎo)電物質(zhì)表面及近表面質(zhì)量信息的儀器渦流探傷儀(eddycurrentdefectdetector)-缺陷信息渦流電導(dǎo)儀(eddycurrentconductivitymeter)-利用電磁感應(yīng)原理，測量非鐵磁性導(dǎo)電材料電導(dǎo)率的儀器第三章渦流檢測裝置渦流檢測儀(eddycurrent27渦流測厚儀(eddycurrentthicknessguage)-利用渦流的提離效應(yīng)，測量非鐵磁性導(dǎo)電基體表面非導(dǎo)電覆蓋層厚度的儀器。線圈(coil)-在渦流檢測系統(tǒng)中具有激勵或(和)接收電磁場作用的導(dǎo)線繞組檢測線圈的分類（1）按感應(yīng)方式分類(自感、互感)（2）按應(yīng)用方式分類(放置式、外通過式、內(nèi)穿過式)（3）按比較方式分類(絕對、自比、它比)渦流測厚儀(eddycurrentthicknessg28放置式線圈(probecoil)放在試件表面上或試件表面附近實施渦流檢測的線圈組件外通過式線圈(feed-throughcoli,outerdiameter(OD)coil)圍繞管、棒材及同類試件外實施渦流檢測的線圈組件內(nèi)穿過式線圈(bobbincoil,innerdiameter(ID)coil)插入管材及同類試件內(nèi)實施渦流檢測的線圈組件放置式線圈(probecoil)29絕對式線圈(absolutecoil)(見絕對與差動線圈）只針對線圈附近那一部分試件電磁性能，而不與其他部位或試件電磁性能相比較的一種線圈或線圈組件。差動式線圈(differentialcoil)比較式線圈(comparatorcoil)兩個或多個線圈反向串聯(lián)而又不產(chǎn)生互感，并在試件相鄰部位之間或與對比試件之間的任何電磁性能的差異都會使此系統(tǒng)產(chǎn)生不平衡指示的線圈組件絕對式線圈(absolutecoil)(見絕對與差動線圈）301）磁飽和裝置 磁飽和的概念—對鐵磁性材料而言，當(dāng)磁場強度繼續(xù)增大時磁感應(yīng)強度不再有明顯的增大的磁化狀態(tài)。 磁飽和裝置的作用：消除磁導(dǎo)率不均造成的干擾。2)直流磁飽和：當(dāng)增量磁導(dǎo)率等于1時受到交流磁場變化的鐵磁性材料的狀態(tài)。交流磁飽和：在每半個磁化周期內(nèi)，受到交變磁場作用的鐵磁性材料，增量磁導(dǎo)率等于1的狀態(tài)。（增量磁通密度/增量磁場強度）磁飽和裝置的分類：直流線圈和磁軛式1）磁飽和裝置31標(biāo)準(zhǔn)樣品(referencestandard)儀器校準(zhǔn)或儀器標(biāo)定時使用的、與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求相對應(yīng)的實際參照對比物，兩類：標(biāo)準(zhǔn)試塊和對比試塊。標(biāo)準(zhǔn)試塊(standardtestblock)校準(zhǔn)試塊(calibrationblock)按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)條件制作，并經(jīng)被認(rèn)可的技術(shù)機構(gòu)認(rèn)證的，用于評價檢測系統(tǒng)性能的試樣。

標(biāo)準(zhǔn)樣品(referencestandard)32-材質(zhì)、形狀和尺寸經(jīng)主管機關(guān)或權(quán)威機構(gòu)檢定的試樣，用于渦流檢測裝置或系統(tǒng)的性能測試及靈敏度調(diào)整。（國標(biāo)） 按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的技術(shù)條件加工制作、并經(jīng)被認(rèn)可的技術(shù)機構(gòu)認(rèn)證的用于評價檢測系統(tǒng)性能的試樣。（講義）-標(biāo)準(zhǔn)試樣的屬性

a)滿足相關(guān)技術(shù)條件要求

b)得到授權(quán)的技術(shù)權(quán)威機構(gòu)的書面確認(rèn)和批準(zhǔn)-材質(zhì)、形狀和尺寸經(jīng)主管機關(guān)或權(quán)威機構(gòu)檢定的試樣，用于渦流檢33渦流檢測原理課件34第四章檢測技術(shù)4.1缺陷檢測4.2電導(dǎo)率測量與材質(zhì)鑒別4.3厚度測量第四章檢測技術(shù)4.1缺陷檢測35渦流檢測技術(shù)的主要特點：（1）適用于所有導(dǎo)電材料；（2）表面及近表面缺陷的檢測；（3）檢測線圈形式多樣；（4）材質(zhì)分選（磁特性測量）；（5）電導(dǎo)率測量；（6）涂鍍層厚度測量（非鐵磁性基體上非導(dǎo)電覆蓋層）；渦流檢測技術(shù)的主要特點：364.1缺陷檢測渦流探傷過程中需要注意的事項：

a檢測頻率的選擇

b電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率的影響

c邊緣效應(yīng)

d提離效應(yīng)

e填充系數(shù)4.1缺陷檢測渦流探傷過程中需要注意的事項：37a檢測頻率的選擇 檢測頻率：在渦流檢測中，加到激勵線圈的交流電的頻率。 選擇原則：由被檢測對象的厚度、所期望的透入深度、要求達(dá)到的靈敏度或分辨率以及其他目的所決定的。（缺陷分辨力：能區(qū)分開兩個相鄰缺陷的最小距離）b電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率的影響 渦流標(biāo)準(zhǔn)透入深度公式 電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率的平方根值與渦流標(biāo)準(zhǔn)透入深度成反比。a檢測頻率的選擇38非鐵磁性材料的相對磁導(dǎo)率μr=1；鐵磁性材料的相對磁導(dǎo)率μr是隨磁化強度變化的變量，在磁飽和狀態(tài)下為定值。c邊緣效應(yīng) 在渦流檢測中，由于試件幾何形狀突變而產(chǎn)生的磁場和渦流變化，其阻抗矢量產(chǎn)生的變化的效應(yīng)。 非屏蔽式線圈的磁場作用范圍是直徑的2倍非鐵磁性材料的相對磁導(dǎo)率μr=1；39d放置式（點式）線圈的提離效應(yīng)提離效應(yīng) 隨著檢測線圈離開被檢測對象表面距離的變化而感到渦流反作用發(fā)生改變的現(xiàn)象。e穿過式線圈的填充系數(shù)填充系數(shù)η

試件的橫截面積對一次線圈芯部的橫截面之比。 外通過式線圈η=（d/D）2； 內(nèi)穿過式線圈η=（D/d）2。d放置式（點式）線圈的提離效應(yīng)40 提離效應(yīng)和填充系數(shù)所引起的檢測線圈阻抗的矢量變化具有固定的方向，檢測頻率一定時，該方向與缺陷信號的矢量方向（相位角）有明顯的差異，可以抑制和消除（信號處理-相位調(diào)整）。渦流探傷技術(shù)介紹(見輪轂探傷）（1）渦流探傷適用的典型缺陷及相應(yīng)特點（2）渦流探傷技術(shù)分類 提離效應(yīng)和填充系數(shù)所引起的檢測線圈阻抗的矢量變化具有固定的414.2電導(dǎo)率測量與材質(zhì)鑒別電導(dǎo)率測量的應(yīng)用 進(jìn)行材質(zhì)分選、熱處理狀態(tài)的鑒別、抗應(yīng)力腐蝕性能的評價；材質(zhì)分選的依據(jù) 測量電導(dǎo)率的不同或檢測出由于材料導(dǎo)電性的差異引起的渦流響應(yīng)的不同；（1）鋁合金電導(dǎo)率的渦流檢測（2）鐵磁性材料的電磁分選 4.2電導(dǎo)率測量與材質(zhì)鑒別電導(dǎo)率測量的應(yīng)用424.3厚度測量覆蓋層厚度測量技術(shù)包括： 渦流測厚：適用于基體材料為非鐵磁性材料 磁性測厚：適用于基體材料為鐵磁性材料（1）非導(dǎo)電覆蓋層厚度的渦流法測量 基本原理：提離效應(yīng) 儀器特點：檢測頻率高并且固定。 提高檢測精度的辦法：選擇合適厚度的標(biāo)準(zhǔn)膜片校準(zhǔn)儀器。（2）非鐵磁性覆蓋層厚度的磁性法測量 機械式和磁阻式4.3厚度測量覆蓋層厚度測量技術(shù)包括：43對比試塊(referenceblock)對比試樣(referencetestpiece)-針對被檢測對象和檢測要求，按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)條件制作，并經(jīng)相關(guān)部門確認(rèn)的，用于被檢對象質(zhì)量符合性評價的試樣。對比試塊(referenceblock)44感謝您的閱讀！為了便于學(xué)習(xí)和使用，本文檔下載后內(nèi)容可隨意修改調(diào)整及打印。

學(xué)習(xí)永遠(yuǎn)不晚。JinTaiCollege感謝您的閱讀！學(xué)習(xí)永遠(yuǎn)不晚。45第一單元基礎(chǔ)理論部分第一章渦流檢測的物理基礎(chǔ)1.1概念渦流（EddyCurrent）在導(dǎo)體內(nèi)部自成閉合回路，成渦旋狀流動的電流，稱為渦流。渦流檢測（EddyCurrentTesting）渦流檢測的基本原理是電磁感應(yīng)。載有交變電流的檢測線圈接近檢測的導(dǎo)電試件時，由于檢測線圈磁場的作用在導(dǎo)體的表面和近表面感應(yīng)出渦流。渦流信號的幅值、相位及其在試件中流動的軌跡，與試件的電磁特性、試件中的缺陷、線圈與試件的耦合狀態(tài)等因素相關(guān)。該渦流產(chǎn)生的磁場作用又使檢測線圈的阻抗發(fā)生變化，因此通過測定線圈阻抗的變化，即可獲得被檢件有無缺陷的信息。（渦流原理模擬）第一單元基礎(chǔ)理論部分第一章渦流檢測的物理基礎(chǔ)461.2渦流檢測的特點管棒線材檢測速度快電磁耦合無須耦合劑1.2渦流檢測的特點管棒線材電磁耦合47金屬基體上覆蓋層（涂鍍層）厚度測量—導(dǎo)電基體上非導(dǎo)電覆蓋層厚度測量—鐵磁性材料基體上非鐵磁性覆蓋層厚度測量石墨、碳纖維等非金屬復(fù)合材料檢測（理論）數(shù)字化處理能力強，但信息量少；實施條件簡單，對產(chǎn)品表面沒有污染金屬基體上覆蓋層（涂鍍層）厚度測量48渦流檢測的局限性檢測對象和范圍受到限制，適用于導(dǎo)電材料的表面及近表面缺陷，不適用深層的內(nèi)部缺陷；渦流滲透深度、檢測頻率、檢測靈敏度之間的關(guān)系；渦流的作用范圍影響缺陷位置的判定；（檢測線圈特征、儀器電子平衡、缺陷特性)影響渦流信號的干擾因素比較多：（材料物理狀態(tài)、外形尺寸、表面耦合）渦流檢測的局限性檢測對象和范圍受到限制，適用于導(dǎo)電材料的表491.3渦流檢測的基礎(chǔ)知識材料的導(dǎo)電性 根據(jù)物質(zhì)導(dǎo)電性，可將物質(zhì)分為：導(dǎo)體、絕緣體、半導(dǎo)體導(dǎo)電性能差異的原因 電阻率ρ：單位長度、單位截面積的電阻。 電導(dǎo)率σ：電阻率的倒數(shù)。 電導(dǎo)率σ的單位：MS/m和%

IACS國際退火銅標(biāo)準(zhǔn)（%

IACS）電阻率愈小，電導(dǎo)率愈大，材料的導(dǎo)電性愈好

1.3渦流檢測的基礎(chǔ)知識材料的導(dǎo)電性50電阻率、電導(dǎo)率與材料導(dǎo)電性能的關(guān)系影響金屬導(dǎo)電性能的主要因素溫度：溫度越高，電阻率越大，電導(dǎo)率越小。雜質(zhì)：雜質(zhì)越高，電阻率越大，電導(dǎo)率越小。應(yīng)力：在彈性范圍內(nèi)，應(yīng)力能提高金屬的電阻率，降低電導(dǎo)率。形變：形變使晶體的點陣發(fā)生畸變，使電阻增加，電導(dǎo)率下降。熱處理：熱處理可以使金屬的導(dǎo)電率得到恢復(fù)。

電阻率、電導(dǎo)率與材料導(dǎo)電性能的關(guān)系51材料的導(dǎo)磁性物質(zhì)的宏觀磁性物質(zhì)的微觀磁性抗磁性物質(zhì):-磁化后使磁場略減弱的材料，其相對磁導(dǎo)率μr略大于1順磁性物質(zhì)-磁化后使磁場略有增強的材料，其相對磁導(dǎo)率略小于1非鐵磁性材料-基本不受磁場影響，即不能被磁化的材料，包括：鐵磁性物質(zhì)-具有磁滯和磁飽和現(xiàn)象，其磁導(dǎo)率與磁場強度有關(guān)且相對磁導(dǎo)率μr遠(yuǎn)大于1材料的導(dǎo)磁性物質(zhì)的宏觀磁性52磁化(技術(shù)磁化)鐵磁性材料的磁化過程磁化強度:MA/m磁化（技術(shù)磁化）曲線磁場強度HA/m磁化率χ磁感應(yīng)強度B（磁通密度）T磁導(dǎo)率μ真空磁導(dǎo)率，是相對磁導(dǎo)率磁化(技術(shù)磁化)53影響材料鐵磁性因素的作用規(guī)律

-溫度、形變以及材料的組織等-飽和磁化強度隨溫度的升高而下降對鐵磁性材料的磁導(dǎo)率和矯頑力的影響：-純度愈高磁導(dǎo)率愈大，矯頑力愈小；-晶界、亞晶界、位錯愈少，磁導(dǎo)率愈高，矯頑力愈??；-應(yīng)力愈小，磁導(dǎo)率愈高，矯頑力愈小。渦流檢測原理課件54正弦交流電直流電單位時間內(nèi)通過某一導(dǎo)體橫截面的電荷量，稱為電流強度（簡稱電流），記作，在SI中，單位是A（安培）。假設(shè)在時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量為，則電流為正弦交流電直流電55正弦交流電電勢、電壓、電流的大小和方向隨時間按正弦規(guī)律變化的電路稱為交流電路。其中大小、方向隨時間按正弦規(guī)律交變的電流稱為正弦交流電流，簡稱交流電流是電流的幅值，是角頻率（rad/s），是初相位（rad），是時間（s）正弦交流電56阻抗及其矢量圖阻抗及其矢量圖57第二章渦流檢測技術(shù)2.1電磁感應(yīng)及渦流電磁感應(yīng)(electromagneticinduction)-當(dāng)通過閉合回路中的磁通量發(fā)生變化時，回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流的現(xiàn)象。磁通(magneticflux)-磁場B對任意一曲面S的通量稱為曲面S的磁通量，簡稱磁通，單位是WeberN-線圈匝數(shù)；I-電流S-曲面磁阻抗第二章渦流檢測技術(shù)2.1電磁感應(yīng)及渦流58感應(yīng)電流的方向-楞次定律(閉合回路內(nèi)的感應(yīng)電流所產(chǎn)生的磁場總是阻礙引起感生電流的磁通變化)右手定則，右手螺旋關(guān)系影像資料-電磁感應(yīng)現(xiàn)象感應(yīng)電流的方向-楞次定律59法拉第電磁感應(yīng)定律自感(inductance)L-自感系數(shù)單位：H-交變電流感生電動勢方向增加相反減小相同L-尺寸、匝數(shù)、形狀、介質(zhì)有關(guān)，與電流無關(guān)。法拉第電磁感應(yīng)定律60互感(mutualinductance)當(dāng)兩個線圈的電流可以相互提供磁通時，就說明他們之間存在相互的互感耦合，簡稱互感M-尺寸、匝數(shù)、形狀、媒質(zhì)、磁導(dǎo)率有關(guān)，還與線圈相互位置有關(guān)?；ジ芯€圈串接順接(+)逆接(-)互感(mutualinductance)61渦流(EddyCurrent)：感應(yīng)電流在導(dǎo)體內(nèi)部自成閉合回路，成渦旋狀流動，稱之為渦旋電流。渦流的大小、相位、流動形式受到試件導(dǎo)電性能、尺寸、缺陷等因素影響。渦流產(chǎn)生的磁場影響檢測線圈的阻抗的變化。渦流(EddyCurrent)：感應(yīng)電流在導(dǎo)體內(nèi)部自成閉合62趨膚效應(yīng)(skineffect)集膚效應(yīng)(見檢測頻率對表面裂紋的影響）-隨著檢測頻率的增加，電流的透入深度減小的現(xiàn)象。-表面渦流密度最大，按復(fù)指數(shù)規(guī)律衰減。透入深度(depthofpenetration)渦流密度衰減到其表面值的時的透入深度稱為標(biāo)準(zhǔn)透入深度(standarddepthofpenetration)。渦流密度降至表面約37%時的透入深度。趨膚效應(yīng)(skineffect)集膚效應(yīng)(見檢測頻63

趨膚效應(yīng)

標(biāo)準(zhǔn)透入深度頻率電導(dǎo)率

磁導(dǎo)率趨膚效應(yīng)64mHzH/mS/mmHzS/mmHzH/mS/mmHzS/m65f=50Hz(58MS/m)f=60KHz(32%IACS18.6MS/m54nΩ·m)f=50Hz(58MS/m)662.2阻抗分析法（見阻抗的變化）線圈的阻抗圓柱導(dǎo)體的有效磁導(dǎo)率(真實)磁場變化/磁導(dǎo)率恒定(假設(shè))磁場恒定/磁導(dǎo)率變化(有效磁導(dǎo)率)有效磁導(dǎo)率(effectivepermeability)不是一個常量，與激勵頻率、導(dǎo)體半徑、電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率有關(guān)。2.2阻抗分析法（見阻抗的變化）線圈的阻抗67特征頻率(characteristicfrequency)用于表征被檢物質(zhì)固有電磁特性和幾何尺寸的物理量。特征頻率(characteristicfrequency)68對于兩個不同的試件，只要各對應(yīng)的頻率比相同，則有效磁導(dǎo)率、渦流密度及磁場強度的幾何分布均相同圓柱體穿過式線圈阻抗的影響因素：試件的電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率、幾何尺寸、缺陷以及試驗頻率等對于兩個不同的試件，只要各對應(yīng)的頻率比相同，則有效磁導(dǎo)率、渦69渦流檢測原理課件70提離效應(yīng)(liftoffeffect)渦流檢測線圈與被檢件之間距離改變時，其阻抗矢量產(chǎn)生變化的效應(yīng)。邊緣效應(yīng)(edgeeffect)端部效應(yīng)(endeffect)由于試件幾何形狀突變，造成磁場或渦流被干擾。此效應(yīng)會妨礙該區(qū)域內(nèi)缺陷的檢測。提離效應(yīng)(liftoffeffect)71第三章渦流檢測裝置渦流檢測儀(eddycurrenttestinginstrument)-利用電磁感應(yīng)原理檢測導(dǎo)電物質(zhì)表面及近表面質(zhì)量信息的儀器渦流探傷儀(eddycurrentdefectdetector)-缺陷信息渦流電導(dǎo)儀(eddycurrentconductivitymeter)-利用電磁感應(yīng)原理，測量非鐵磁性導(dǎo)電材料電導(dǎo)率的儀器第三章渦流檢測裝置渦流檢測儀(eddycurrent72渦流測厚儀(eddycurrentthicknessguage)-利用渦流的提離效應(yīng)，測量非鐵磁性導(dǎo)電基體表面非導(dǎo)電覆蓋層厚度的儀器。線圈(coil)-在渦流檢測系統(tǒng)中具有激勵或(和)接收電磁場作用的導(dǎo)線繞組檢測線圈的分類（1）按感應(yīng)方式分類(自感、互感)（2）按應(yīng)用方式分類(放置式、外通過式、內(nèi)穿過式)（3）按比較方式分類(絕對、自比、它比)渦流測厚儀(eddycurrentthicknessg73放置式線圈(probecoil)放在試件表面上或試件表面附近實施渦流檢測的線圈組件外通過式線圈(feed-throughcoli,outerdiameter(OD)coil)圍繞管、棒材及同類試件外實施渦流檢測的線圈組件內(nèi)穿過式線圈(bobbincoil,innerdiameter(ID)coil)插入管材及同類試件內(nèi)實施渦流檢測的線圈組件放置式線圈(probecoil)74絕對式線圈(absolutecoil)(見絕對與差動線圈）只針對線圈附近那一部分試件電磁性能，而不與其他部位或試件電磁性能相比較的一種線圈或線圈組件。差動式線圈(differentialcoil)比較式線圈(comparatorcoil)兩個或多個線圈反向串聯(lián)而又不產(chǎn)生互感，并在試件相鄰部位之間或與對比試件之間的任何電磁性能的差異都會使此系統(tǒng)產(chǎn)生不平衡指示的線圈組件絕對式線圈(absolutecoil)(見絕對與差動線圈）751）磁飽和裝置 磁飽和的概念—對鐵磁性材料而言，當(dāng)磁場強度繼續(xù)增大時磁感應(yīng)強度不再有明顯的增大的磁化狀態(tài)。 磁飽和裝置的作用：消除磁導(dǎo)率不均造成的干擾。2)直流磁飽和：當(dāng)增量磁導(dǎo)率等于1時受到交流磁場變化的鐵磁性材料的狀態(tài)。交流磁飽和：在每半個磁化周期內(nèi)，受到交變磁場作用的鐵磁性材料，增量磁導(dǎo)率等于1的狀態(tài)。（增量磁通密度/增量磁場強度）磁飽和裝置的分類：直流線圈和磁軛式1）磁飽和裝置76標(biāo)準(zhǔn)樣品(referencestandard)儀器校準(zhǔn)或儀器標(biāo)定時使用的、與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求相對應(yīng)的實際參照對比物，兩類：標(biāo)準(zhǔn)試塊和對比試塊。標(biāo)準(zhǔn)試塊(standardtestblock)校準(zhǔn)試塊(calibrationblock)按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)條件制作，并經(jīng)被認(rèn)可的技術(shù)機構(gòu)認(rèn)證的，用于評價檢測系統(tǒng)性能的試樣。

標(biāo)準(zhǔn)樣品(referencestandard)77-材質(zhì)、形狀和尺寸經(jīng)主管機關(guān)或權(quán)威機構(gòu)檢定的試樣，用于渦流檢測裝置或系統(tǒng)的性能測試及靈敏度調(diào)整。（國標(biāo)） 按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的技術(shù)條件加工制作、并經(jīng)被認(rèn)可的技術(shù)機構(gòu)認(rèn)證的用于評價檢測系統(tǒng)性能的試樣。（講義）-標(biāo)準(zhǔn)試樣的屬性

a)滿足相關(guān)技術(shù)條件要求

b)得到授權(quán)的技術(shù)權(quán)威機構(gòu)的書面確認(rèn)和批準(zhǔn)-材質(zhì)、形狀和尺寸經(jīng)主管機關(guān)或權(quán)威機構(gòu)檢定的試樣，用于渦流檢78渦流檢測原理課件79第四章檢測技術(shù)4.1缺陷檢測4.2電導(dǎo)率測量與材質(zhì)鑒別4.3厚度測量第四章檢測技術(shù)4.1缺陷檢測80渦流檢測技術(shù)的主要特點：（1）適用于所有導(dǎo)電材料；（2）表面及近表面缺陷的檢測；（3）檢測線圈形式多樣；（4）材質(zhì)分選（磁特性測量）；（5）電導(dǎo)率測量；（6）涂鍍層厚度測量（非鐵磁性基體上非導(dǎo)電覆蓋層）；渦流檢測技術(shù)的主要特點：814.1缺陷檢測渦流探傷過程中需