1、目前無損檢測在新領域中的應用利用電磁感應原理， 通過檢測被檢測工件內感生渦流的變化來無損地評定導電材料及其 工件的某些性能， 或發現缺陷的無損檢測方法稱為無損檢測。 在工業生產中， 渦流檢測是控 制各種金屬材料及少數非金屬 （如石墨、 碳纖維復合材料等） 及其產品品質的主要手段之一。與其他無損檢測方法比較， 渦流檢測更容易實現自動化， 特別是對管， 棒和線材等型材有著 很高的檢測效果。下面介紹無損檢測在一些新領域的應用：厚度測量厚度測量的應用主要有兩個方面 : 金屬基體上膜層厚度的測量和金屬薄板厚度的測量。非磁性金屬上絕緣層厚度的測量 , 是渦流測厚的一個重要應用領域。 由于非磁性金屬均為導電

2、率較高的有色金屬 , 所以 , 測量其表面絕緣層厚度實質上是測量探頭線圈到基體金屬的距離。為了抑制基體金屬電導率變化對測量結果的影響, 一般都選用較高的檢測頻率 , 此時 ,基體電導率對電感分量的影響可以忽略 , 而對電阻分量的影響仍較為顯著。 又由于電感分量主要受距離變化的影響。電阻分量主要受電導率變化的影響, 因此 , 只要從電路上將探頭阻抗變化信號的電感量取出 , 再進行調零和校正 , 就可測量出絕緣層厚度的變化。當磁性金屬表面覆蓋有非磁性金屬或絕緣層 （ 如鋼件上的鍍鉻層或油漆層 ） 時 , 同樣可以利用電磁感應方法來測量其厚度。 當線圈中通過激勵電流時 , 檢測線圈和磁性基體之間建立

3、了磁通路 , 由于線圈和磁性基體之間間隙的變化 （ 即非磁性膜層厚度的影響 ） , 會改變磁路的磁陰 , 并引起磁路中磁通量的變化 , 因此 , 只要通過檢測線圈上感應電壓的測量 , 得出感應電壓與間隙 （ 即膜厚 ） 的定量關系曲線 , 再將其標記在指示儀表的表盤上 , 以后便可直接從指示儀表上讀出膜層的厚度。 渦流法測量金屬薄板厚度時 , 檢測線圈既可以采用反射法也可以采用透射法。 反射法是探頭的發射與接收線圈在被測體的同一側, 所接收的信號是阻抗幅度變化信號 , 材料厚度的變化對接收線圈阻抗變化呈非線性關系。因此, 要求在測量儀器內部實現非線性校正 , 所以 , 會產生較大的測量誤差。透

4、射法是根據探頭線所產生的渦流場分布情況 , 即在不同深度下渦流相位滯后程度隨深度增加而增大, 根據接收信號與激勵信號之間的相位差直接得到被測材料厚度值 , 無需進行非線性校正。渦流探傷但由由于渦流的趨膚效應 , 所以渦流探傷只能用來發現金屬工件表面和近表面的缺陷。于它具有簡便、 不需要耦合劑和容易實現高速自動檢測的優點 , 因而在金屬材料和零部件的 探傷中得到較為廣泛的應用。 渦流探傷還可以用于維修檢驗 , 某些機械產品由于工作條件比 較特殊 （ 如在高溫、高壓、高速狀態下工作 ） , 在使用過程中往往容易產生疲勞裂紋和腐蝕 裂紋。對這些缺陷 , 雖然采用磁粉檢測、滲透檢測等都很有效 , 但由

5、于渦流法不僅對這些缺 陷比較敏感 , 而且還可以在涂有油漆和環氧樹脂等覆箅層的部件上以及盲孔區和螺紋槽底 進行檢驗 , 還發現金屬蒙皮下結構件的裂紋 , 因而在維修行業受到重視。1. 3 材質分選, 因此 , 可以通過對不渦流檢測是 , 試件的電導率和磁導率是影響線圈阻抗的重要因素同試件電導率或磁導率變化的測定 , 評價某些試件的材質。 對非磁性金屬材料的材質試驗一般是通過電率的測定來進行。測試時不需將試件再加工, 只要試件表面有較小的平面 （ 如7501型渦流導電儀要求為1020mm）以放置探頭就可以了 ,檢測簡單易行,適合對金屬 材料或零件的某些性質作快速無損的檢查。 通過對電導率的測定

6、, 可以實現對金屬成分及雜質含量的鑒別 , 對金屬熱處理狀態和硬度的鑒別 , 對各種金屬材料或零件的混料的分選。可見, 應用渦流法測定的電導率為材料的品質管理、質量檢驗提供了一個有效的方法。對鐵磁性材料的材質試驗一般是通過磁特性的測定來進行。例如 , 強磁化方法是利用磁性材料磁滯回線中的某些量作為檢測變量。由于這些量（如飽和磁感應強度 Bm、剩磁Br、矯頑磁力He等） 都是試件材質的敏感量 , 與試件的組織成分、熱處理狀態和力學性能等之間的可能存在 對應關系。因此 , 只要檢測出磁滯回線中某些變量的數值 , 就可以根據這種對應關系來推斷 材質的熱處理狀態和分選混料。 弱磁化方法是利用初始磁導率

7、作為檢測變量 , 可以直接利用 某些渦流探傷儀 （ 如 FQR7505） 來進行材質分選。金屬表面銹蝕檢測金表面發生銹蝕時 , 銹蝕產物 （ 主要是金屬氧化物 ） 具有與基體金屬不同的物理性能。它們物理性能尤其是電導率、 磁導率之間的差異 , 會影響渦流探頭線圈的反映電阻和反映電, 我們制感, 從而使采用渦流法檢測金屬表面的銹蝕成為可能為了檢測金屬表面的銹蝕狀況 作了雙線圈渦流傳感器 , 采用實驗確定的最佳檢測率激勵和相應的檢測電路 , 可以檢測金屬 表面的銹蝕狀況。根據我們的實驗 , 固定頻率下銹蝕試塊的提離效應曲線近似為直線 , 從直線斜率的變化可以實性判定金屬表面的銹蝕程度 , 對碳鋼件

8、而言 , 其表面銹蝕越嚴重則直線斜率越小。在采用微機數據采集系統后 , 能很方便地完成對檢測信號的采集、轉換和處理。要使檢測探頭在試樣上方上下移動一下 , 就可以在屏幕上顯示出該試樣的提離效應曲線 , 再通過線性回歸處理畫出其擬合直線 , 再通過線性回歸處理畫出其擬合直線 , 計算出直線的斜率。然后 , 再把這個斜率與標樣的檢測結果相比較 , 斜率值較小者銹蝕較為嚴重。作為一種新型無損檢測方法 , 渦流檢測技術和理論研究進展很快。隨著電子技術 , 尤其是計算機和信息處理技術的發展 , 渦流檢測設備不斷向微機化和智能化方向發展 , 對缺陷定量評價和顯示技術不斷提高。可以預見 , 渦流檢測技術的應

9、用會越來越廣。金屬表面、近表面裂紋缺陷的模擬檢測對于表面下裂紋，隨著缺陷深度的增大，感應磁場最大值出現的時間就會越長；但是，對于表面裂紋， 不同深度裂紋的感應磁場最大值出現的時間幾乎相同。這說明脈沖渦流更適用于表面下深層裂紋的定量檢測。 在實際應用中， 可根據不同深度人工缺陷的響應數據繪制出深度與感應磁場最大值出現時間的對應曲線， 實際檢測中測出缺陷響應信號最大值出現的時間后，對應到參考曲線上就可以確定缺陷的深度。腐蝕缺陷的定量檢測及掃描成像對腐蝕缺陷長度的定量檢測， 利用瞬態感應電壓信號的過零時間對腐蝕缺陷深度的定量檢測，利用瞬態感應電壓信號的峰值對腐蝕缺陷體積的定量檢測。采用在激勵線圈底部

10、的正中央，按照電流的流向對稱的排列了 8 個檢測線圈的渦流陣列線圈掃查加工有模擬腐蝕缺陷試樣時，對稱位置上的兩個檢測線圈接收到渦流響應信號最大峰值的比值之間存在的規律：對于不同的腐蝕深度，當探頭陣列完全經過腐蝕掃描時，比值都大于或等于0 5；當探頭陣列不完全經過腐蝕掃描時，比值都小于或等于02。因此，可以將這個比值作為一個特在顯示腐蝕圖像的時候，征參數， 來判斷檢測線圈是否經過腐蝕， 對于沒有經過腐蝕的探頭。其經過的掃描路徑將不會被顯示出來這樣就可有效地消除圖像的失真。在役管線、管道的實際檢測中國特種設備檢測研究中心應用荷蘭制造的InCotest 型脈沖渦流檢測儀對某油氣分離在不去除保護層和隔

11、熱層廠在役的凝析油管線和某熱電廠在用的蒸汽管道進行了實際檢測。狀態下， 采用脈沖渦流技術檢測內部管道時發現兩處腐蝕缺陷，采用脈沖渦流法對于這兩處腐蝕深度的測量結果, 與去保護層和隔熱材料條件下超聲的測量結果相比,最大誤差分別為0. 69 mm, 0. 64 mm，可滿足工程檢測標準要求的測量精。渦流無損檢測技術在鋼鐵工業中的新應用渦流檢測作為五大常規無損檢測方法之一,在鋼鐵行業中應用非常廣泛,包括金屬棒、線材探傷、 結構件疲勞裂紋探傷、材料成分及雜質含量的鑒別、熱處理狀態的鑒別、混料分選、測量金屬薄板的厚度等諸多方面。近年來, 隨著對渦流檢測技術認識的深入以及計算機、儀器儀表和數字信號處理技術

12、的發展,渦流無損檢測技術在鋼鐵工業中的應用取得了一定突破,對于某些以往認為是檢測極限或不可能 ”的難題,找到了解決的辦法或思路。例如,目前有人提出了 1100C以上高溫連鑄板坯表面缺陷模擬在線檢測，將傳統的渦流檢測對象的溫度提高了幾百度,而瑞典一家公司研制出了檢測1000 C高溫鋼和其他金屬板材、坯材的渦流檢測設備。此外,渦流檢測的應用還延伸到了不銹鋼毛細管、直徑小于1mm 的絲材及結晶器液位檢測等方面。1000 C高溫連鑄板坯表面缺陷的檢測渦流檢測高溫制品的局限性主要在于探頭所能承受的溫度,傳統的渦流檢測技術在高溫條件下檢測溫度可達 550 C ,如果采用水冷探頭檢測，溫度還可以提高。賈慧明

13、等采用特殊材料研制的高溫渦流探頭,借助風冷與水冷相結合的辦法,使傳感器內部溫度始終保持在40 C以下，能夠長時間承受強烈的高溫輻射。試驗表明，利用該高溫探頭能夠對1100 C 以上鑄坯在線檢測出深度為 1.5mm，寬度為0.3mm，長為10mm的表面缺陷。該技術能夠有效抑制鑄坯表面振動斑痕所產生的噪聲影響, 并借助計算機信號處理技術, 實現對熱態鑄坯表面缺陷的定位、定量分析和打印記錄,為實現對連鑄坯在線無損檢測提供了技術依據。又據資料介紹,瑞典一家公司根據渦流技術,設計制造一種能檢查1000 C左右的鋼和其他金屬板材和坯材表面缺陷的設備。該設備可以保證鋼材表面的兩個幾乎垂直的方向都掃描到。 利

14、用計算機所組成的分析儀,把輸入的信號分為嚴重缺陷、 無害缺陷和未認清三種主要類別,并能夠找出任何缺陷的位置。該裝置能夠精確測定毛坯表面上0.5mm 深的刻痕位置。1.8.2 不銹鋼毛細管的檢測對極其細小管徑如不銹鋼毛細管離線或在線無損探傷，采用電磁渦流檢測方法雖然可 行，但必須配置特種探頭才能達到滿意效果。 因毛細管極其細小的管徑， 目前的工藝水平尚在對線圈的寬度、厚無法制作內穿探頭， 也無法使用點式探頭進行檢測， 只能通過外穿過式探頭進行檢測。 西安配置交通大學與愛德森（廈門）電子有限公司聯合研制的差動式外穿探頭， 度、兩線圈之間的跨度、 探頭和毛細管之間的間隙、線徑等多方面進行計算及優選后

15、，了特制的高級外穿式特種探頭，在檢測頻率為666kHz時，對 1mm及0.45mm的不銹鋼 毛細管進行檢測，均獲得了較好的效果。1.8.3 鋼絲在線檢測鋼絲在線檢測一般使用兩種方法：一種是旋轉探測式，即渦流探測器繞鋼絲高速旋轉。這種方法主要用來檢測沿鋼絲縱向延伸的裂紋、刮傷和拉絲劃痕。 相對于鋼絲的運動， 探測器的軌跡這螺旋狀。使用多個探測器并列高速旋轉，可以達到100%的檢查，但其表面探傷的靈敏度有限。 在探測器和鋼絲之間不易保持恒定的間距，間隙增加時靈敏度減少， 如果鋼絲偏心，間隙就會變化。 采用高速處理器可以自動感知間隙，并不斷地進行補償， 使系統的靈敏度得到提高。 另一種是環繞線圈式。

16、 鋼絲從環形線圈中穿過， 換能器有效地檢查渦流在一個剖面的分布， 并與前一個剖面對比， 適合檢測點狀缺陷和圓周方向的裂紋， 對于橫裂紋、V 型裂紋、夾雜物、凹坑和折疊有很高的靈敏度。檢測速度快，檢測直徑范圍大。環繞線圈式的驅動電流比旋轉探測式高， 有更好的深度穿透性。 系統穩定性好， 不受溫度變化和其他因素的影響。當磁鐵材料在居里點 800 c以下時，磁飽和后會使信號受到抑制,但可以通過調節磁場強度避免磁飽和，提高靈敏感。 目前大都使用環繞線圈式， 也可以將上述兩種方法結合使用。 渦流技術在拉絲、油回火生產線、 冷鐓鋼絲或彈簧鋼絲生產中得到了很好的應用。水冷環繞線圈對溫度超過1100 c的盤條

17、進行檢測，其檢測速度超過500km/h 。1.8.4 液位檢測渦流式鋼水液位計結晶器液位的精確檢測是連鑄生產過程中實現液位自動控制的關鍵。具有反應速度快、測量精度高、 不需特殊安全防護、安裝維護方便等顯著優點，實用化進展 很快。宋東飛介紹了攀鋼改造采用國內生產的 RAM 系列渦流型鋼水液位控制儀的情況。該 測量系統采用渦流式傳感器測量鋼水液位， 由振蕩器產生的 50kHz 高頻信號供給傳感器的初 級線圈（激勵線圈） ，由于受鋼水內渦流電流的影響，由初級線圈產生交變磁場隨液位高度變化。在次級線圈（測量線圈）內將產生與通過線圈磁場的強度成正比例變化的電壓Vy V2從而差動電壓（V1-V2 ）隨液位

18、高度變化。通過對V1-V2進行放大、相位、頻率、振幅分析及線性化，送給 16 位的高性能單片機 80C196KC 處理，即得于液位高度測量信號，經控制儀轉換成420mA信號送到結晶器液位控制系統PLC該控制儀測量范圍為 0150mm ,分辯力為 0.1mm 。運行表明，該液位控制系統性能穩定可靠，使用精度達± 3mm不但減少了鑄坯表面裂紋，提高了產品質量，而且經濟效益顯著。另外無損檢測在其他高端領域也得到很好的應用：1.9.1 航天、航空渦流檢測技術已廣泛用于航天、航空領域中金屬構件的檢測。 為了確保飛機的飛行安全，必須對相關部件進行定期在役檢測。渦流技術通常用于檢測航空發動機葉片裂紋、螺栓、 螺孔內裂紋、 飛機的多層結構、起落架、輪轂和鋁蒙皮下等表面和亞表面缺陷，同時用于檢測機翼連接焊縫的缺陷等。 檢測中能有效抑制