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涡流检测基本原理

涡流检测就是运用电磁感应原理，将正弦波电流激励探头线圈，当探头接近金属表面时，线圈周围的交变磁场在金属表面产生感应电流。对于平板金属，感应电流的流向是以线圈同心的圆形，形似旋涡，称为涡流。同时涡流也产生相同频率的磁场，其方向与线圈磁场方向相反。

涡流通道的损耗电阻，以及涡流产生的反磁通，又反射到探头线圈，改变了线圈的电流大小及相位，即改变了线圈的阻抗。因此，探头在金属表面移动，遇到缺陷或材质、尺寸等变化时，使得涡流磁场对线圈的反作用不同，引起线圈阻抗变化，通过涡流检测仪器测量出这种变化量就能鉴别金属表面有无缺陷或其它物理性质变化。

影响涡流场的因素有很多，诸如探头线圈与被测材料的耦合程度，材料的形状和尺寸、电导率、导磁率、以及缺陷等等。因此，利用涡流原理可以解决金属材料探伤、测厚、分选等问题。

涡流检测是许多NDT（无损检测）方法之一，它应用“电磁学”基本理论作为导体检测的基础。涡流的产生源于一种叫做电磁感应的现象。当将交流电施加到导体，例如铜导线上时，磁场将在导体内和环绕导体的空间内产生磁场。涡流就是感应产生的电流，它在一个环路中流动。之所以叫做“涡流”，是因为它与液体或气体环绕障碍物在环路中流动的形式是一样的。如果将一个导体放入该变化的磁场中，涡流将在那个导体中产生，而涡流也会产生自己的磁场，该磁场随着交流电流上升而扩张，随着交流电流减小而消隐。因此当导体表面或近表面出现缺陷或测量金属材料的一些性质发生变化时，将影响到涡流的强度和分布，从而我们就可以通过一起来检测涡流的变化情况，进而可以间接的知道道题内部缺陷的存在及金属性能是否发生了变化。

铜管涡流探伤

无氧铜管、精炼铜管和铜合金管，材料中含铜量占较大比例的管子，统称为铜管，它们具有优良的导电性能和导热性能。所以，发电厂里的各种零部件、化工设备中的热交换器配管，以及空调装置中的冷却管道等，往往采用这种类型的铜管。

（1）探伤方法及装置

铜和铜合金管的涡流检测方法，按使用的探头形式分类，有穿过式线圈法、旋转式点探头法、内插式线圈法三种。

由于铜和铜合金管的生产速度较高（有100米／分以上），所以特别适合于穿过式方法的涡流检查。除了可做成品阶段的探伤外，因为生产过程中管的尺寸变化、材质温度变化等对探伤的影响都很小，所以也很*在中间品阶段进行探伤检查。中间品阶段的探伤一般是放在热处理之后定尺切断之前进行。铜及铜合金的穿过式探伤一般使用自比式线圈，这种线圈对沿管线方向分布的长条状缺陷的检出灵敏度较低。

穿过式的探伤装置包括：涡流探头，涡流探伤仪，打标装置，报警，好坏管的分料机构。如果是离开生产作业线的探伤，还应包括传送装置和上下料机构等。

（2）对比试样

铜及铜合金管涡流探伤使用的标准样管的人工缺陷通常采用国家所规定的标准。穿过式探伤使用的人工缺陷大都是通孔或半通孔。

对于一般的穿过式涡流探伤，需要确定的检测参数有探伤速度、填充系数、探伤频率、放大器增益、检波相位、滤波频带、报警电平等。对于铜及铜合金管的涡流探伤，由于它们的材质特性和较高的探伤速度，所以在上述诸条件中，探伤频率和填充系数的选定尤为重要。

①探伤频率的选择

探伤频率与检出缺陷灵敏度关系较大，在选择探伤频率的时候，除了要考虑所需检出缺陷的位置（内壁或外壁）、形状和大小，还要兼顾考虑检测线圈的长度、探伤速度等因素。

经验告诉我们，对于铜和铜合金管的探伤，在采用穿过式线圈时，探伤频率一般选择在1~100kHz范围。