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涡流检测(ET)基本原理及术语说明

更新时间:2016-08-05      点击次数:5856

       涡流检测(ET):Eddy Current Testing,将通有交流电的线圈置于待测的金属板上或套在待测的金属管外(见图)。这时线圈内及其附近将产生交变磁场,使试件中产生呈旋涡状的感应交变电流,称为涡流。涡流的分布和大小,除与线圈的形状和尺寸、交流电流的大小和频率等有关外,还取决于试件的电导率、磁导率、形状和尺寸、与线圈的距离以及表面有无裂纹缺陷等。因而,在保持其他因素相对不变的条件下,用一探测线圈测量涡流所引起的磁场变化,可推知试件中涡流的大小和相位变化,进而获得有关电导率、缺陷、材质状况和其他物理量(如形状、尺寸等)的变化或缺陷存在等信息。但由于涡流是交变电流,具有集肤效应,所检测到的信息仅能反映试件表面或近表面处的情况。

阻抗平面显示:
涡流检测就是通过涡流传感器的电阻抗变化值实现的。点阻抗包括电阻和阻抗,显示时大家以阻抗为横坐标,电抗为纵坐标形成直角坐标系,通过涡流检测传感器的阻抗变化,可以通过信号处理器在仪器上用点信息进行显示,而此点为二维矢量点,它具有一定的幅值和相位。由于各种原因造成涡流信号分量的变化,使得点的位置也随之变化,由此点的变化轨迹图则为阻抗平面。
影响阻抗显示漂移因素:
材料的电导率、磁导率、外形尺寸、填充系数、提离效应、边缘效应等。

提离效应:
当检测线圈和被测材料之间的相对位置发生变化时,检测线圈在材料上产生的涡流密度就会发生变化,涡流密度随检测线圈与材料之间的距离增大而减小,从而使得矢量点在显示平面上发生移动,此现象叫作提离效应。

填充系数:
检测探头和材料之间的耦合程度,填充系数越大,探头与材料耦合越好,电磁感应效果越好,检测灵敏度越高。
填充系数可以表示为(d/D)2(其中:D--线圈内直径;d--试件直径,单位:mm)

边缘和末端效应:
线圈上的磁场方向是向各个方向伸展的,当线圈达到被测试件边缘时,由于边缘信号的作用,涡流发生变化,这就叫边缘效应。当检测线圈接近试件的始末两端时,常称为末端效应。

趋肤效应:
当直流电流通过一圆柱体时,横截面上的电流密度均相同;而交流电通过圆柱体时,横截面各处的电流密度就不一样了,表面电流密度大,到圆柱体中心越小,这种现象称为趋肤效应。

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