涡流无损检测实验报告

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1、戶遂昇步幺垮jiangsuuniversityofscieneeandtechnology江苏科技大学数理学院开放性选修实验训练涡流无损检测实验报告指导老师：魏勤组员：彭加福(0640502112)胡进军(0640502107)徐人程(0640502115)江苏科技大学数理学院06级应用物理学2009年12月15日涡流无损检测实验报告彭加福（江苏科技大学数理学院应用物理0640502112）涡流检测是建立在电磁感应原理基础之上的一种无损检测方法，它仅适用于导电材料，如果我们把一块导体置于交变磁场之屮，在导体中就有感应电流存在，即产生涡流。由于导体自身各种因素

2、（如电导率、磁导率、形状、尺寸和缺陷等）的变化会导致感应电流的变化，利用这种现象而判知导体性质、状态的检测方法，叫做涡流检测方法。在涡流探伤中，是靠检测线圈來建立交变磁场，把能量传递给被检导体，同时又通过涡流所建立的交变磁场來获得被检测导体中的质量信息。作为无损检测的一种重要手段，涡流检测在现代工业无损检测屮得到了深入而广泛的应用和推广。实验训练期间，我们采用SMART-2097智能便携式多频涡流仪、D60K数字金属电导率测量仪和7504塗层测厚仪等涡流仪器完成了定标、探伤、电导率测定和膜厚测量等实验，掌握了涡流的产牛机理及涡流探伤原理，熟练掌握了各种涡流探

3、伤仪、测量仪的基本操作。1实验目的1.1熟悉各种涡流探伤仪、测量仪的基本操作，简单了解各实验仪器的工作原理及性能，并通过系列实验了解涡流无损检测在现代工业中的应用；1.2学习掌握涡流检测的基木方法及相关理论知识，了解涡流检测仪、测量仪及涡流探头的内部结构和工作原理；1.3分别使川SMART-2097科能便携式多频涡流仪、D60K数字金属电导率测量仪和7504塗层测厚仪进行探伤、测电导率和薄膜厚度。2实验仪器SMART-2097御能便携式多频涡流仪、D60K数字金属电导率测量仪、7504塗层测厚仪、各种涡流探头及数据传输线、SMART-2097智能便携式多频涡

4、流仪标准试块（含有深为0.1mm,0.5mm,1.0mm的划痕）、D60K数字金属电导率测量仪高值-低值定标试块、7504塗层测厚仪标准膜。3实验原理3.1螺线管磁场如果将长直导线绕成螺线管，磁力线分布类似丁条形磁铁，磁场方向取决于电流方向，同样可以用右手定则表示，其磁场强度取决于两个因素：线圈的圈数和电流的大小，圈数越多或电流越大，则磁场越强。対一个螺线管来说，它所形成的磁场是数个线圈磁场的叠加，所以当交流电通过螺线管时，可形成既强乂集中的交变磁场，如图1所示。根据右手定则和电流方向判断磁力线的方向，螺线管所形成磁场强度的人小与其匝数的多少有关。在线圈中，

5、各环线圈可合成一个集中的磁场，当线圈通以交流电吋，可形成一个较强的交变磁场。图1通电螺线管的磁场3.2涡流的产生机理变化着的磁场接近导体材料或导体材料在磁场中运动时，山于电磁感应现象的存在，导体材料内将产生旋涡状电流，这种旋涡状的电流叫涡流。同时，旋涡状电流在导体材料中流动又形成一个磁场，即涡流场，线圈产生的磁场和涡流产生的磁场会互相影响，最终达到动态平衡。图2所示，线圈中通以交变电流i,线圈周围产生交变磁场，凶电磁感应作用，在线圈下而的导体（试样）中同吋产生一个互感电流，即涡流心。随着原磁场H周期性交互变化，产牛的感应场（或称互感磁场）即涡流磁场乩，也呈周

6、期性交互变化。由电磁感应原理对知，感应场乩总耍阻碍原磁场H的变化；即当原磁场H增大时、感应磁场乩也要反向增强；反之亦然，最终达到原磁场H与感应磁场乩的动态平衡。通俗的说，感应磁场凤总是要阻碍原磁场H的改变，以便维持相对动态平衡。图2检测线圈使受检样甜农血产牛涡流场3.3涡流检测仪的基木结构及机理如图2、图3所示，当检测线圈位于导体的缺陷位置时，涡流在导体屮的正常流动就会被缺陷所干扰。换句话说，导体在缺陷处，其导电率发生了变化，导致涡流心的状况受到了影响，感应磁场乩随之发生变化，这种变化破坏了原來的平衡（即H与乩的动态平衡），原线圈立刻会感受到这种变化。即通过

7、电流i反馈冋来一个信号，我们称之为涡流信号。这个涡流信号通过涡流仪拾取、分析、处理和显示、记录，成为我们对试件进行探伤、检测的根据。根据电磁感应的互感原理，只有两个导体Z间才能产牛互感效应。故产牛涡流的基本条件是:能产牛交变激励电流及测量其变化的装置，检测线圈（探头）和被检工件（导体）。通常受检丄件包括•金属管、棒、线材，成品或半成品的金属零部件等。实际上，除导休存在缺陷可引起涡流变化外，导体的其他性质（如电导率、磁导率、几何形状等）的变化也会影响导体中涡流乩的流动，这些影响都将产生相应的涡流信号。因此,涡流不仅可以川来探伤，H可以川来测量试样的电导率、磁导

8、率、儿何形变（或儿何形状）和材质分选等。图3涡流仪器