05涡流检测.docx
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05涡流检测
1涡流检测概念、特点和应用
1涡流检测定义
涡流检测(EddyCurrentTesting,简称ET),是指利用电磁感应原理,使导电的试件,使导电的试件(导体)内产生涡电流,通过测量涡流的变化量,来进行试件的无损检测以及材质的检验和形状尺寸的测试等。
它适用于铁磁性、非铁磁性的金属或非金属工件的各种物理的、组织的和冶金的状态检测。
2涡流检测的特点
目前,常规无损探伤技术主要有五大类,分别是超声法、射线法、磁粉法、渗透法和涡流法。
本文主要研究涡流法。
其基本原理是基于法拉第的电磁感应现象。
涡流法与其它无损检测方法相比有其独特的优点,与超声法、射线法相比,它不需要耦合剂,可以非接触性测量;与磁粉法相比,对磁性和非磁性材料均有效,而且不污染环境,操作简单,省工省力;与渗透法相比,它不需要清洗试件,便于实现检测自动化。
而且涡流检测信号是许多参数的综合反映,所以它不仅能探伤,还能测试导体的电导率,表面涂层厚度,位移等,因此在现实生活中,涡流检测技术扮演着重要的角色,在航空航天、冶金、机械、电力、化工厂、核能等领域都广泛应用于对成品,半成品的在役检测。
但是由于涡流信号和众多参数有关,所以在进行涡流信号获取实验时必须根据不同的实验要求抑制其他因素的影响,这给实验带来一定的困难,同是也给缺陷信号的识别带来困难。
同时,因趋肤效应的影响,涡流无损检测通常只能进行导体表面或近表面的检测,而不能对非导体材料进行检测。
3涡流检测的应用
涡流检测方法是以电磁感应为基础的检测方法,因此电磁感应有关的影响因素,都可以作为涡流检测方法的检测对象。
所以原则上说,所有影响电磁感应的因素都可能作为涡流检测的应用对象。
其中常见的涡流检测应用有以下几个方面:
1.测电导率、磁导率、晶粒尺寸、热处理状态(淬硬层)和工件几何尺寸、涂层厚度。
2.检验材料或工件表面和近表面的缺陷,如发纹、裂纹、折叠、夹杂物等。
3.分选不同材料,检查其成分、显微组织和其他物理性能的差异。
4.金属表面锈蚀检测。
目前涡流法最主要的应用时生产线上的金属管、棒、线的快速检测以及大批量零件如轴承钢球、汽门等的探伤(这时除涡流仪器外尚须配备自动装卸和传送的机械装置)、材质分选和硬度测量,也可用来测量镀层和涂膜的厚度。
2涡流无损检测技术及系统的现状
1涡流检测理论的研究现状
流检测原理是以电磁感应原理为基础的,其基本理论是通过对处于检测线圈形成的电磁场中的工件及周围区域列出Maxwell方程及定解条件,然后进行求解。
由于电磁现象的复杂性,大多数情况很难得到电磁问题的解析解,数值计算方法是目前采用的主要手段。
而三维涡流场又是电磁数值分析的重要研究内容。
常用的数值法有:
有限元法,边界元法以及二者结合法,棱边有限元法,积分方程法。
但各种方法遇到的共同困难是剖分复杂,计算量大,对计算机的速度和内存要求很高。
为此人们又引入了一些经济科学可行的计算方法,如矢量渐进边界条件,边界压缩技术等缩小有限元的求解区域;将小波分析技术,人工神经网络技术等引入电磁场的数值分析;将等效源法与级数解相结合等等。
由于脉冲涡流场较其他涡流场更加复杂,虽然脉冲涡流检测技术具有区别于其他涡流检测技术的特别的优势,但目前我国对脉冲涡流场的理论研究一直是一个空白。
2小波变换在涡流无损检测中的研究现状
小波变换是傅立叶变换思想的发展和延拓。
由于小波变换可以对信号在不同尺度上展开分析,即在大尺度上对信号做概貌的观察,在小尺度上对信号做细致的观察。
相当于镜头对目标进行推进或远离,所以小波变换又有“数学显微镜”的美称。
正是这些特性,使得小波变换具有对信号的自适应性。
小波变换已经广泛地应用于信号处理、图像处理、量子场论、
地震勘探、语音识别与合成、音乐、雷达、CT成像、彩色复印、流体湍流、天体识别、机器视觉、机械故障诊断与监控、分形以及数字电视等多个领域。
涡流信号属于非平稳信号,小波变换能有效处理非平稳信号而在涡流检测信号处理中被越来越多的应用。
尤其是将小波变换用于进行除噪和信号特征值的提取具有很大的优势。
3神经网络在涡流无损检测中的研究现状
人工神经网络是近年来发展起来的一门交叉学科。
它是以物理可实现器件,系统或现有的计算机来模拟人脑的结构和功能的人工系统。
由于人工神经网络进行分布式存储和并行处理,具有自组织,自学习和自适应功能,能够任意逼近任何非线性映射,因此在很多领域都得到了应用。
涡流检测作为一种非破坏性检测,在金属材料无损检测领域得到广泛应用,但由于影响因素太多,所以涡流检测的定性,尤其是定量分析一直是一个难点。
尽管在现有的各种仪器中采用相位分析法、频率分析法、幅值鉴定法以及机遇模型法等多种信号处理方法,但最终缺陷的识别只能靠人眼根据经验来判断。
近年来,出现了许多在涡流无损检测中应用神经网络的文献,但大部分是应用神经网络来进行缺陷的分类,而用于定量检测(即确定缺陷的具体尺寸)方面研究得较少。
而且,在涡流无损检测中,大部分采用BP算法。
不过,近几年,应用多层感知器、ART网络、RBF网络解决电磁无损检测定量判断的难题的成果也有一些。
3涡流检测相关理论
1涡流检测理论基础
1基本原理
涡流检测原理是基于电磁感应定理。
即当通过金属导体中的磁通发生变化时,就会在导体中感应电流,这种电流在金属体内自行闭合,称为电涡流,简称涡流。
这些涡流又将产生次生磁场,这些次生磁场与原生磁场叠加,结果使得检测线圈的复阻抗发生变化,而次生磁场与涡流特性直接相关,当试件有缺陷(如孔、裂纹、夹渣)时,涡流特性发生变化,从而通过线圈的阻抗变化可以确定试件的缺陷种类,形状,大小。
这是目前应用较广泛的一种涡流无损检测方法,称之为基于阻抗分析涡流无损检测方法。
根据不同需要可以将线圈制作成穿过式、内插式、探头式三种。
当试样或工件是放在线圈所产生交变磁场中时,线圈中通以交流电,产生随时间变化的磁力线,当穿过线圈2时,会在2中感应出交流电。
若将线圈2换成金属板,根据电磁感应原理,使金属板上有若干个同心圆界面的磁通量变化,从而感应出呈漩涡状的的交流电,即为涡流。
可以根据涡流的分布、电流的大小,来判断工件内部情况:
情况1.感应出涡流→感应出磁场不变→试块上正常分布
情况2.感应出涡流→感应出变化的磁场→试块上不正常分布
2趋肤效应和渗透深度
涡流是交流电,在导体表面电流较多,当频率增加时,其作用深度越浅。
随着向内部深入,电流按指数而减少,称为趋肤效应。
因此,ET在工件表面所获得信息最多,内部少且灵敏度低,为表示取得试样信息所需涡流能透入的深度,称为渗透深度(h)此处约为表面信息量的37%。
h=(πfμγ)-0.5=503(fμγ)-0.5
其中,f为电流频率;μ为相对磁导率;γ为电导率
分析:
1.μ、γ增加,h减小;f增加,h减小。
2.被检工件表面以下3h处的涡流密度仅为其表面密度的5%,因此,将3h作为ET能达到的极限深度。
3涡流分布规律
1涡流径向分布
涡流在被检测试样中的分布是不均匀的。
变化磁场在导体(试件)中感应出涡流,在导体中形成闭合环路。
涡流的环行路线与激励线圈在空间的位置以及导体中的缺陷分布有密切关系,因此要准确分析计算涡流的分布,必须知道磁场的特性及边界。
在距离金属板(试件)距离h处放置一扁平激励线圈,其内径为ri,外径为r0,通以变化电流是在周围产生变化磁场,并在金属板中产生涡流。
圆柱线圈涡流径向分布规律
涡流的环路可以看作以线圈为中心的短环路,处在激励场下的金属板上就有无穷多个这样的同心短路环。
可以证明,其中任何一个环中的电流密度,是环的半径和综合磁感应分布(包括原生磁通和次生磁通)的函数。
按照劳斯(HRLoos)提出的有限分割环的计算方法,电涡流密度在环半径r=0处为零,而在r=r0处达到最大值。
当r>r0时,涡流密度又将减小到接近零。
其分布随r/r0的变化规律可用下式近似表示:
式中v=r/r0;j0为r=r0(v=1)处最大电流密度。
假定金属导体是匀质的,其性能是线性和各向同性的,则线圈的阻抗Z可用如下函数表示:
Z=F(μ,σ,r,h,t,I,w)
如果控制上式中的某些参数恒定不变,而只改变其中的一个参数,这样阻抗就成为这个参数的单值函数,从而通过阻抗分析实现对参数的测量。
当试件存在缺陷时,缺陷对线圈阻抗的影响可以看作是电导率、磁导率、几何尺寸三个参数影响的综合结果。
它的效应介于电导率效应,磁导率及直径效应之间。
由于试件中的裂纹位置、深度和形状的综合影响结果,使缺陷效应的大小很难进行理论计算,这也是理论计算缺陷的难点所在。
2涡流轴向分布
涡流分布的不均匀性不仅体现在径向,沿检测线圈的轴向其分布也是不均匀的。
涡流总是密集于靠近线圈的工件表面,随着离开表面深度的增加,涡流也逐渐减少,这种现象就是趋肤效应。
不同材料以及不同的交流电频率时,在工件横截面上的电流密度分布也有很大不同,而且按指数关系从表面向工件内部衰减。
在平面电磁波进入半无限平面金属导体的情况下,涡流的衰减公式如下:
式中J0——导体表面的电流密度,A/m2;
Jx——至距表面深度为x的电流密度,A/m2;
f——交流电流的频率,H/m;
μ——材料的磁导率,H/m;
σ——材料的电导率,m/Ω▪mm-2。
圆柱线圈涡流轴向分布规律
3涡流检测的影响因素
当线圈中通以正弦交变电流时,线圈的周围产生正弦交交磁场H1,置于磁场中的试件中产生感应电动势,形成的电涡流必然引起线圈阻抗的变化。
显然,线圈阻抗的变化既与电涡流有关,又与金属导体的电导率σ、磁导率μ、几何形状t、线圈的几何参数r、激励电流频率f以及线圈到金属导体距离h等参数有关。
图中l-试件;2-检测线圈。
涡流影响示意图:
图中l-试件;2-检测线圈。
探头式线圈至试件表面的距离h对线圈阻抗会产生影响,这种由于距离的变化而引起现线圈阻抗急剧变化的现象称为提离效应。
在实际检测中,必须采取有效措施抑制提离效应的不利影响。
但提离效应并不总是有害的,它可以用来测量金属表面的厚度。
4涡流阻抗分析法
在涡流检测的发展过程中,阻抗分析法的引进是涡流检测技术理论分析发展的重大的突破。
它是以分析涡流效应引起线圈阻抗的变化及其相位变化之间的密切关系为基础,从而鉴别出影响因素效应的一种分析方法。
到目前为止,阻抗分析法是涡流检测中应用非常广泛的一种方法。
在一般的实际应用中,以福斯特(Forster)建立的阻抗分析法表述较为著称,下面依照该法进行讨论。
它也是脉冲涡流检测的理论基础。
1线圈阻抗的等效电路分析法
通常,涡流探头可以简化为金属导线绕成的一只线圈。
该线圈除了具有电感,导线还有电阻,各匝线圈之间有电容,所以,一个线圈可以等价为一个由电感、电容和电阻串联的电路。
而线匝间分布的电容较小,通常忽略线匝间分布的电容,即线圈自身的复阻抗可用下式表示:
Z=R+jXi
为分析问题简便起见,将线圈和试件分别等效为两个电感和电阻串联的电路,线圈形成电感耦合,其互感系数M是距离h的函数(M随h的减小而增大)。
电涡流传感器等效电路图:
图中1-检测线圈;2-试件。
R1和L1为传感器线圈的电阻和电感,R2和L2为试件的电阻和电感,e为激励电压。
根据克希荷夫定律和所设电流正方向,能够以下列出方程组:
解方程可以得到线圈的等效阻抗为:
其中线圈的等效电感为:
线圈的等效电阻为:
线圈的等效Q值为:
其中:
式中Q0——无涡流影响下的Q值
Z2——金属导体中产生电涡流部分的阻抗
可以看到,传感线圈检测时,受到涡流效应的影响,其阻抗发生变化。
而且线圈阻抗是互感系数平方的函数。
一般来说,互感系数很难计算,但根据麦克斯韦互感系数的基本公式,可推知M是距离h的非线性函数,因此Z也是h的非线性函数。
不过,实际测量表明,在某一范围内,Z可以近似为h的线性函数。
在传统的涡流检测中一般就是研究传感线圈的阻抗,最后得到Z与距离等参数的关系进行测量的。
2涡流阻抗图分析
阻抗是一个矢量,它包括电阻和电抗,两者在方向上是互相垂直的。
通过平面图来描绘检测线圈的阻抗变化,称为阻抗图。
它是阻抗幅值与相位变化的二维显示。
现代的涡流测试仪器大多能直接在屏幕上描绘探头线圈的阻抗变化曲线,因此可以据此得到缺陷的信息。
当交流电压施加于涡流检测线圈时,电流流过等效电抗XL和线圈电阻R,设电抗上电压为E1,电阻上电压为E2。
检测线圈上的电压是电抗和电阻的电压矢量之和。
E1=I×XL,E2=I×R。
E1与E2相位角相差为90°。
阻抗分析的等效电路图
因为任一时刻流经电抗、电阻的电流均相同。
当XL和线圈电阻R值产生变化,检测线圈的电压降也将变化。
全部电压降E是E1与E2的矢量之和。
这里电压值与检测线圈的电阻、电抗和检测频率值有关。
电阻上压降与电流成正比:
E2=I×R
电抗上压降与电感和频率也成正比关系:
E1=2πfLI
式中I——任一时刻流经电抗与电阻的电流;
R——线圈的电阻;
f——交流电的频率;
L——线圈自身的电感量;
a——相互垂直的电抗和电阻合成阻抗,电流落后电压的角度。
检测线圈的阻抗由电抗XL和线圈电阻R两个参数来表达,通常,二维阻抗图的水平坐标用电阻R表示,垂直坐标用电抗XL表示。
因此,检测线圈的阻抗Z,可以用阻抗图两个相互垂直的分量XL和R所确定的P点来表示。
当检测线圈不在试件上时,即空问中的检测线圈的特性可以用阻抗图L的XL0和R0表示,即P0点。
如果检测线圈置于试件上,原来检测线圈在空间的电磁场将被试件的涡流场所改变,电磁场的改变可以从检测线圈参数变化来得到。
因此,试件的影响可由检测线圈参数变化来描述。
试件的检测线圈的视在阻抗在试件影响下由P0变到P1(XL1,R1)位置。
检测线圈特性在阻抗图上的表示
而从P0变到P1的阻抗大小、方向取决于试件性质和仪器特性。
试件的性质主要包括:
电导率σ、试件的物理尺寸、磁导率μ和材料的不连续性(如缺陷)。
仪器特性主要包括:
检测线圈的频率、尺寸和形状以及提离距离。
5脉冲涡流理论分析
在信息传输理论中,香农定理指出:
一个信号所传输的信息同信号的频带宽度以及信噪比的对数比成正比,用公式表现为:
C=W×log2(1+S/N)
式中C——信息的传输率;
W——频带的宽度;
S/N——信噪比。
上式表明,在信息的传输过程中,频带越宽,获取的信息量就越大。
因此,由于脉冲信号在频域上的宽频带特性,适当的选取脉冲信号去激励检测线圈,可以排除的干扰信号(如支撑板、蒙皮、提离距离等)提取所需的检测参数(如缺陷,镀层厚度等),进行综合分析处理。
这就是脉冲涡流检测优于传统涡流检测的所在。
1脉冲涡流信号及其特征
每个周期的矩形波可以看做一个阶跃信号,因此其简化表示形式为;
其傅立叶变换为:
阶跃函数及其频谱图
2脉冲涡流检测传递函数理论
脉冲涡流检测方法与其他的单频或多频激励涡流检测相比,因其在频域内的连续宽频带特性,具有信噪比高,测量效率高的特点。
然而,由于脉冲电磁场的复杂性,脉冲涡流检测方法中脉冲宽度的设计及数值计算缺乏理论指导。
将传递函数理论引入到涡流无损检测系统中,假设涡流无损检测系统为一个线性时不变系统,用传递函数来描述系统的特牲。
此处定义的传递函数为被测材料(试件)的频率特性,描述为:
在宽频信号激励下,由被测信号引起的电压、电流或其它电磁参数激励信号的频率轴连续分布,给定一个宽频激励信号,根据线性时不变系统和数字信号处理理论,可以直接测得被测材料的传递函数。
一个典型的涡流无损检测系统可以视为一个线性时不变系统。
在该系统中,设激励信号e(t),其频域函数为E(ω);接受信号为o(t),其频域函数为0(ω)。
根据傅立叶变换有:
典型涡流检测系统
定义该测试系统的传递函数为H(ω);发射探头的传递函数为T(ω);接受探头的程度函数为R(ω)。
本实验系统中发射探头和接受探头为同一个探头,因此有T(ω)=R(ω);试件的传递函数为X(ω)。
则系统传递函数、激励信号和接受信号之间存在如下关系:
O(ω)=E(ω)H(ω)
H(ω)=T(ω)X(ω)T(ω)
O(ω)=E(ω)T(ω)X(ω)T(ω)
如果系统给定一已知激励信号,使之满足E(ω)=1,则由第一式有H(ω)=O(ω),即在已知激励信号E(ω)=1时,只要分析接受信号的频率特性O(ω),就可以直接获得系统的传递函数H(ω)。
由于T(ω)仅与发射及接受探头的特性有关,当发射探头(本次发射探头和接受探头采用同一个探头)的参数和位置确定时,T(ω)就确定了。
因此从系统的传递函数H(ω)就可以得到试件的传递函数X(ω)。
也就是说,将传递函数理论引入涡流检测系统,在给定特殊激励信号E(ω)=l时,只要分析接受信号的频率特性O(ω),就可以直接获得试件特性。
2涡流检测技术的分类
1远场涡流检测技术
远场涡流无损检测RFEC(RemoteFieldEddyCurront)是一种能穿过金属管蹙的低频涡流检测技术,是基于一种特殊物理现象一一远场涡流效应的管道检测技术。
其探头是内通过式探头。
它是由两个与管轴同轴的螺旋线圈组成,其中一个是通以低频交流电的激励线圈,另一个是检测线圈。
与常规涡流检测探头不同的是,检测线圈是在远离激励线圈2~3倍管内径处,能有效的接收穿过管壁后返回管内的磁场,从而检测管壁缺陷与腐蚀。
另外,检测量不是线圈的阻抗变化,而通常是测量检测线圈的感应电压与激励电流之间的相位差。
远场涡流技术党服了常规涡流检测由于趋肤效应带来的局限性,适于检测铁磁性和非铁磁性管子表面及内部缺陷,可以同样灵敏地检测管壁内外表面的凹坑、裂缝和总的壁厚收缩。
远场涡流技术正在现实中取得越来越广泛的应用。
2多频涡流检测技术
多频涡流检测技术(Mutilfrenquencyeddycurrenttesting)是Libby(美国)于1970年首先提出的。
该方法采用几个频率同时正作,能有效地抑制多个干扰因素,一次性提取多个所需求的信号(如缺陷信号和工件厚度情况等)。
其基本原理是当将几个不同频率同时施加于探头线圈上,以此得到几个频率在同一条件下所反映的涡流场变化,并把不同频率的检测信号进行矢量运算清除不需要的干扰,就可以有效抑制干扰因素,实现多参数测量。
它可以有效兼顾检测灵敏度与检测深度,因为检测频率高,则表面的检测灵敏度高,但有效检测深度不足;反之,捡测频率低,则有助于加大有效检测深度,但表面缺陷信号较小。
采用两个或多个频率的信号同时进行检测,再赋予不同的参数配置(场强、增益、相位),即可满足不同层深、不同形状缺陷的可靠检测。
随着计算机技术的发展,计算机可以控制和处理多个频率的信号同时进行检测,可实现多参数检测并同时得到多个频率信号反映出来的差动或绝对信号的矢量信息(即多踪涡流信号),分离或抑制1~3组干扰信号。
因此,多频涡流检测技术可看做常规涡流检测的一种扩展。
多频率涡流技术的应用克服了单频检测的某些缺点,但它只能提供有限的数据,不连续的频率激励丢失了可能商用的信息,无法实现材质质的精确评价,并很难以直观的形式实现缺陷的可视化。
3涡流成像检测技术
涡流成像技术是近三十年来出现的一种无损检测技术,目前,主要用于航空部门对飞机的维修检查中。
常见的涡流成像技术包括以下三个方面:
1.阻抗C扫描。
图像是信号的图画,将每一信号与坐标(x,y)联系起来就建立一幅图像。
馈号数据就可以通过不同的方式表示出来,最常用的就是伪三维显示。
80年代中期的这种伪三维图像已被美国的Zetec公司用于工业涡流探伤。
如果数据以不同的灰度水平显示就称为灰度登记图。
为了增强图象的某种特征,可以在数据的不同区域运用颜色就得到伪彩色图象。
FSchour采用这种技术得到了铆钉空洞周围的裂纹图像。
2层析涡流成像技术。
为获得三维图像,人们利用层析X射线照相法原理建立起涡流层析图像。
法国的Ppremel和MHammadDjafari等入在理论和实际应用方面都做了很多工作。
他们首先建立一种能重现传感器响应的模式,这个模式必须在置信范围内越简单越好,然后测量数据,接着在测量数据和模式之间进行相当好的折衷,最后粮据数据进行反演成像。
3.磁光涡流成像技术。
磁光涡流成像技术(Magneto-Optic-Imaging简称MoI)是现代航空无损检测的一次革命,是近二十年才发展起来的。
它是对法拉第电磁感应原理和法拉第磁光效应的综合利用。
用变化激励源在受检物体中产生层状涡流。
当遇到缺陷时,这些涡流将产生法向磁场,磁光传感器(磁光玻璃或磁光石榴石薄膜)在磁化强度法向有它的易磁化轴,并有记忆效应,通过传感器的反射偏振光,就可以对航空器机身的疲劳裂纹区域和隐藏腐蚀区域进行实时涡流成像。
这种技术除具有其它涡流无损检测的优点之外,还具有检测准确度高,效率高,检测结果图像化,直观易懂,可通过录象保存的特点。
4脉冲涡流检测技术
传统的涡流检测技术采用固定频率的正弦信号作为探头线圈的激励源信号,脉冲涡流检测PEC(PulsedEddyCurrent)技术则怒采用一定占空比的矩形波信号作为探头的激励信号。
这是因为采用单频正弦信号激励线圈的方法,在测量过程中只能得到一个或几个离散的阻抗变化量,这很难完全反映被测材料的内在品质。
另外,为达到一定的检测效果需根据被测材料的性质(如电导率)的不同选择不同的激励频率。
如何确定这些不同检测条件下的合适频率是比较困难的,这就为检测的方便性、简易性带来很大问题。
而按照傅立叶变换,一个脉冲信号可以展开为无限多个谐波分量之和,因此具有较宽的频谱。
当用脉冲电流作激励信号进行涡流试验,因此蕴含着丰富的被测信息,所以也能实现多参数测量。
因此对于常规的几个不同频率的响应可以仅用一次脉冲响应就测量出来。
脉冲涡流检测可以看作为一种从涡流检测方法基础上提出的检测新方法。
脉冲涡流具有瞬时脉冲特性,可以方便地进行瞬时响应分析。
通过脉冲激励的线圈测得的感应信号将是一条反映被测对象中脉冲涡流强度随时间的变化曲线,它充分体现了被测材料的内在性质,例如电导率、磁导率、甚至元素含量等信息,它比以前单频或多频正弦激励获得的一个或几个离散量所含的信息更多的信息。
因此,在缺陷检测中,它为定量确定缺陷的位置、形状、大小等提供了可能。
而且,对脉冲信号进行频域分析,可以找到频域特征值。
例如:
知果在脉冲涡流检测中引入传递函数方法还可以实现频域分析。
这种方法是将捡测线圈、被测导体看作是一个线性时不变系统,将传递函数理论引入检测中,得到被测材料性质不同时的不同传递函数借以进行材质鉴别、无损探伤等。
传递函数方法中应用了宽频的脉冲信号作为激励信号,对不同材料和不同种类的缺陷,可采用同一激励信号,因此使检测对象和检测范围大幅度增加,从而提高了工作效率,并且有效地提高了信噪比,抗干扰能力也增强。
此外,因为涡流穿透深度与激励源频率直接有关,而单频正弦信号激励必然限制了涡流的渗透深度。
这是由于采用低频单频信号激励虽然渗透深度更深,但分辨率较低:
而采用高频单频信号激励虽然分辨率较高,但渗透深度则变浅了。
因此在两者之间取得较佳的平衡是很困难的事情。
则采用脉冲函数的宽频带特性,就可以得到某一范围深度的信息,因此可
以获得更深的穿透深度。
脉冲涡流检测技术的分析可以充分发掘检测信号的瞬态特性。
脉冲包含了很宽的频谱,因而所得到的脉冲涡流检测的响应为一连续信号,包含了深度的信息,为缺陷的定量评价提供了可能。
因为脉冲信号包含着丰富的试件特性信息,在充分发挥现代先进的信号分析方法的基础上,可以实现通过一次扫描完成对试件的多参数测量,从而实现高速、高效检测。
因此,脉冲涡流检测技术是有着广泛应用前景的涡流检测技术。
目前PEC技术还未被广泛应用,主要是因为脉冲信号的理论计算、解释还处在初级阶段。
3涡流检测电路的组成
1激励信号电源系统
激励信号电源直接应用电磁感应加热