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渦流檢測(ET)基本原理及術語解釋

來源:深圳市泰立儀器儀表有限公司   2016年08月05日 10:32  

       渦流檢測(ET):Eddy Current Testing,將通有交流電的線圈置于待測的金屬板上或套在待測的金屬管外(見圖)。這時線圈內及其附近將產生交變磁場,使試件中產生呈旋渦狀的感應交變電流,稱為渦流。渦流的分布和大小,除與線圈的形狀和尺寸、交流電流的大小和頻率等有關外,還取決于試件的電導率、磁導率、形狀和尺寸、與線圈的距離以及表面有無裂紋缺陷等。因而,在保持其他因素相對不變的條件下,用一探測線圈測量渦流所引起的磁場變化,可推知試件中渦流的大小和相位變化,進而獲得有關電導率、缺陷、材質狀況和其他物理量(如形狀、尺寸等)的變化或缺陷存在等信息。但由于渦流是交變電流,具有集膚效應,所檢測到的信息僅能反映試件表面或近表面處的情況。

阻抗平面顯示:
渦流檢測就是通過渦流傳感器的電阻抗變化值實現的。點阻抗包括電阻和阻抗,顯示時我們以阻抗為橫坐標,電抗為縱坐標形成直角坐標系,通過渦流檢測傳感器的阻抗變化,可以通過信號處理器在儀器上用點信息進行顯示,而此點為二維矢量點,它具有一定的幅值和相位。由于各種原因造成渦流信號分量的變化,使得點的位置也隨之變化,由此點的變化軌跡圖則為阻抗平面。
影響阻抗顯示漂移因素:
材料的電導率、磁導率、外形尺寸、填充系數、提離效應、邊緣效應等。

提離效應:
當檢測線圈和被測材料之間的相對位置發生變化時,檢測線圈在材料上產生的渦流密度就會發生變化,渦流密度隨檢測線圈與材料之間的距離增大而減小,從而使得矢量點在顯示平面上發生移動,此現象叫作提離效應。

填充系數:
檢測探頭和材料之間的耦合程度,填充系數越大,探頭與材料耦合越好,電磁感應效果越好,檢測靈敏度越高。
填充系數可以表示為(d/D)2(其中:D--線圈內直徑;d--試件直徑,單位:mm)

邊緣和末端效應:
線圈上的磁場方向是向各個方向伸展的,當線圈達到被測試件邊緣時,由于邊緣信號的作用,渦流發生變化,這就叫邊緣效應。當檢測線圈接近試件的始末兩端時,常稱為末端效應。

趨膚效應:
當直流電流通過一圓柱體時,橫截面上的電流密度均相同;而交流電通過圓柱體時,橫截面各處的電流密度就不一樣了,表面電流密度大,到圓柱體中心越小,這種現象稱為趨膚效應。

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