用霍尔片制作探测元件脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展3.ppt

用霍尔片制作探测元件脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展3主要内容主要内容 1 1 前言前言前言前言2 2 脉冲涡流检测的基本原理脉冲涡流检测的基本原理脉冲涡流检测的基本原理脉冲涡流检测的基本原理3 3 脉冲涡流检测技术研究的近况脉冲涡流检测技术研究的近况脉冲涡流检测技术研究的近况脉冲涡流检测技术研究的近况4 4 脉冲涡流检测技术应用的进展脉冲涡流检测技术应用的进展脉冲涡流检测技术应用的进展脉冲涡流检测技术应用的进展5 5 结束语结束语结束语结束语脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展1 1 前言前言前言前言 涡流检测的有效性和可达性密切依赖于激励信号涡流检测的有效性和可达性密切依赖于激励信号涡流检测的有效性和可达性密切依赖于激励信号涡流检测的有效性和可达性密切依赖于激励信号的频率。的频率。的频率。的频率。一般地，频率越高，则涡流趋于被检测对象的表一般地，频率越高，则涡流趋于被检测对象的表一般地，频率越高，则涡流趋于被检测对象的表一般地，频率越高，则涡流趋于被检测对象的表面分布，对于表面微小缺陷的检出能力越高，但由于面分布，对于表面微小缺陷的检出能力越高，但由于面分布，对于表面微小缺陷的检出能力越高，但由于面分布，对于表面微小缺陷的检出能力越高，但由于随着透入深度的增大而高频涡流急剧衰减，因此对于随着透入深度的增大而高频涡流急剧衰减，因此对于随着透入深度的增大而高频涡流急剧衰减，因此对于随着透入深度的增大而高频涡流急剧衰减，因此对于表面下具有一定深度的近表面缺陷则难以产生有效的表面下具有一定深度的近表面缺陷则难以产生有效的表面下具有一定深度的近表面缺陷则难以产生有效的表面下具有一定深度的近表面缺陷则难以产生有效的响应；相反，频率越低，则涡流在被检测对象表面下响应；相反，频率越低，则涡流在被检测对象表面下响应；相反，频率越低，则涡流在被检测对象表面下响应；相反，频率越低，则涡流在被检测对象表面下的透入深度增大，可对试件近表面一定深度范围内的的透入深度增大，可对试件近表面一定深度范围内的的透入深度增大，可对试件近表面一定深度范围内的的透入深度增大，可对试件近表面一定深度范围内的缺陷产生响应，但对于表面缺陷的检测灵敏度随激励缺陷产生响应，但对于表面缺陷的检测灵敏度随激励缺陷产生响应，但对于表面缺陷的检测灵敏度随激励缺陷产生响应，但对于表面缺陷的检测灵敏度随激励信号频率的降低而明显下降。信号频率的降低而明显下降。信号频率的降低而明显下降。信号频率的降低而明显下降。以降低检测灵敏度来提高涡流检测深度，或以减以降低检测灵敏度来提高涡流检测深度，或以减以降低检测灵敏度来提高涡流检测深度，或以减以降低检测灵敏度来提高涡流检测深度，或以减小涡流透入深度来提高检测灵敏度，长期以来一直是小涡流透入深度来提高检测灵敏度，长期以来一直是小涡流透入深度来提高检测灵敏度，长期以来一直是小涡流透入深度来提高检测灵敏度，长期以来一直是常规涡流检测应用中在二者之间权衡取舍的焦点。常规涡流检测应用中在二者之间权衡取舍的焦点。常规涡流检测应用中在二者之间权衡取舍的焦点。常规涡流检测应用中在二者之间权衡取舍的焦点。脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展1 1 前言前言前言前言 宽带脉冲信号可按傅立叶级数变换理论宽带脉冲信号可按傅立叶级数变换理论宽带脉冲信号可按傅立叶级数变换理论宽带脉冲信号可按傅立叶级数变换理论分解为无限多低、中、高频的正弦波之和；分解为无限多低、中、高频的正弦波之和；分解为无限多低、中、高频的正弦波之和；分解为无限多低、中、高频的正弦波之和；以重复的宽带脉冲（如方波）代替正弦以重复的宽带脉冲（如方波）代替正弦以重复的宽带脉冲（如方波）代替正弦以重复的宽带脉冲（如方波）代替正弦交变信号进行激励和检测的脉冲涡流响应信号交变信号进行激励和检测的脉冲涡流响应信号交变信号进行激励和检测的脉冲涡流响应信号交变信号进行激励和检测的脉冲涡流响应信号中包含有被检测对象被检测对象表面、近表面中包含有被检测对象被检测对象表面、近表面中包含有被检测对象被检测对象表面、近表面中包含有被检测对象被检测对象表面、近表面和表层一定深度范围内的质量信息，较好地解和表层一定深度范围内的质量信息，较好地解和表层一定深度范围内的质量信息，较好地解和表层一定深度范围内的质量信息，较好地解决了常规涡流所不能兼顾的检测灵敏度和检测决了常规涡流所不能兼顾的检测灵敏度和检测决了常规涡流所不能兼顾的检测灵敏度和检测决了常规涡流所不能兼顾的检测灵敏度和检测深度的矛盾；深度的矛盾；深度的矛盾；深度的矛盾；近年来成为国内外涡流检测技术与应用近年来成为国内外涡流检测技术与应用近年来成为国内外涡流检测技术与应用近年来成为国内外涡流检测技术与应用研究中最受关注的热点领域之一。研究中最受关注的热点领域之一。研究中最受关注的热点领域之一。研究中最受关注的热点领域之一。脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展2 2 脉冲涡流检测的基本原理脉冲涡流检测的基本原理脉冲涡流检测的基本原理脉冲涡流检测的基本原理 脉冲涡流通常是以一定占空比的方波作脉冲涡流通常是以一定占空比的方波作脉冲涡流通常是以一定占空比的方波作脉冲涡流通常是以一定占空比的方波作为激励信号施加于初级线圈，当载有方波电信为激励信号施加于初级线圈，当载有方波电信为激励信号施加于初级线圈，当载有方波电信为激励信号施加于初级线圈，当载有方波电信号的初级线圈接近导电材料或试件时，在导体号的初级线圈接近导电材料或试件时，在导体号的初级线圈接近导电材料或试件时，在导体号的初级线圈接近导电材料或试件时，在导体中感应产生瞬变的涡流和再生磁场。瞬时涡流中感应产生瞬变的涡流和再生磁场。瞬时涡流中感应产生瞬变的涡流和再生磁场。瞬时涡流中感应产生瞬变的涡流和再生磁场。瞬时涡流的大小、衰减状况与导体的电磁特性、几何形的大小、衰减状况与导体的电磁特性、几何形的大小、衰减状况与导体的电磁特性、几何形的大小、衰减状况与导体的电磁特性、几何形状及耦合状况相关，次级线圈（或电磁传感器）状及耦合状况相关，次级线圈（或电磁传感器）状及耦合状况相关，次级线圈（或电磁传感器）状及耦合状况相关，次级线圈（或电磁传感器）接收到的涡流再生磁场包含有被检测对象导电接收到的涡流再生磁场包含有被检测对象导电接收到的涡流再生磁场包含有被检测对象导电接收到的涡流再生磁场包含有被检测对象导电率、磁导率及形状尺寸的相关信息，据此可实率、磁导率及形状尺寸的相关信息，据此可实率、磁导率及形状尺寸的相关信息，据此可实率、磁导率及形状尺寸的相关信息，据此可实现脉冲涡流的检测与评价。现脉冲涡流的检测与评价。现脉冲涡流的检测与评价。现脉冲涡流的检测与评价。脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展2 脉冲涡流检测的基本原理脉冲涡流检测的基本原理 图图图图1 1 脉冲涡流的产生及检测信号的拾取过程脉冲涡流的产生及检测信号的拾取过程脉冲涡流的产生及检测信号的拾取过程脉冲涡流的产生及检测信号的拾取过程脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展2 2 脉冲涡流检测的基本原理脉冲涡流检测的基本原理 检测信号，即瞬态感应电压Vf的大小可根据法拉第电磁感应定律计算得出：其中，Vp为理想点线圈的感应电压，其表达式为：脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展2 脉冲涡流检测的基本原理图图图图2 2 2 2 脉冲涡流典型时域波形及特征参数脉冲涡流典型时域波形及特征参数脉冲涡流典型时域波形及特征参数脉冲涡流典型时域波形及特征参数 脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展2 脉冲涡流检测的基本原理图图图图3 3 3 3 脉冲涡流时域信号在不同频段的功率谱曲线脉冲涡流时域信号在不同频段的功率谱曲线脉冲涡流时域信号在不同频段的功率谱曲线脉冲涡流时域信号在不同频段的功率谱曲线 脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展3 3 脉冲涡流检测技术研究的近况脉冲涡流检测技术研究的近况 3.1 3.1 脉冲涡流特征的研究脉冲涡流特征的研究 3.2 3.2 脉冲涡流传感器的设计与制作脉冲涡流传感器的设计与制作 3.3 3.3 脉冲涡流检测参数的优化脉冲涡流检测参数的优化 脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展3 3 3 3 脉冲涡流检测技术研究的近况脉冲涡流检测技术研究的近况脉冲涡流检测技术研究的近况脉冲涡流检测技术研究的近况 3.1 3.1 脉冲涡流特征的研究脉冲涡流特征的研究 在同一材料的圆柱形金属导体直径方向不同位置上预制了相同尺寸的人工在同一材料的圆柱形金属导体直径方向不同位置上预制了相同尺寸的人工缺陷，利用磁场测量装置测量并记录了个人工缺陷响应信号的特征值，如表缺陷，利用磁场测量装置测量并记录了个人工缺陷响应信号的特征值，如表1 1所所列数据。列数据。表表表表1 1 脉冲涡流对于不同位置缺陷响应的时域和频域特征值脉冲涡流对于不同位置缺陷响应的时域和频域特征值脉冲涡流对于不同位置缺陷响应的时域和频域特征值脉冲涡流对于不同位置缺陷响应的时域和频域特征值11位置位置位置位置/mm/mm峰峰峰峰值值值值/mV/mV周期周期周期周期/ssssF F1 1/Hz/HzF F2 2/Hz/Hz位置位置位置位置/mm/mm峰峰峰峰值值值值/mV/mV周期周期周期周期/ssssF F1 1/Hz/HzF F2 2/Hz/Hz4.04.0107.43107.431.541.54589.85589.85302430247.07.0104.23104.231.581.58589.85589.85302830284.54.5109.25109.251.541.54589.85589.85300530058.08.0102.78102.781.541.54589.85589.85301930195.05.0107.52107.521.481.48589.85589.853011301110.010.0103.00103.001.491.49589.85589.85299929995.55.5107.29107.291.491.49589.85589.853022302214.014.0102.38102.381.541.54589.85589.85302130216.06.0106.90106.901.541.54589.85589.853008300818.018.0101.65101.651.541.54589.85589.8530153015脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展3 3 脉冲涡流检测技术研究的近况脉冲涡流检测技术研究的近况 3.1 3.1 脉冲涡流特征的研究脉冲涡流特征的研究 冲涡流检测技术研究及其应用的新进展冲涡流检测技术研究及其应用的新进展冲涡流检测技术研究及其应用的新进展冲涡流检测技术研究及其应用的新进展3 3 3 3 脉冲涡流检测技术研究的近况脉冲涡流检测技术研究的近况脉冲涡流检测技术研究的近况脉冲涡流检测技术研究的近况 3.1 3.1 脉冲涡流特征的研究脉冲涡流特征的研究表表表表2 2 不同重复频率的特征值不同重复频率的特征值不同重复频率的特征值不同重复频率的特征值11 频频频频率率率率/kHz/kHz峰峰峰峰值值值值/mV/mV周期周期周期周期/ssssF F1 1/Hz/HzF F2 2/Hz/Hz0.0030.00336.636.65.35.30.10.10.470.473 338.738.70.0050.005193193325325303045.345.30.0010.0019389381875187530030034.5234.520.000020.00002489048901699216992300030001031030.0000010.0000014687546875137695137695 脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展3 3 3 3 脉冲涡流检测技术研究的近况脉冲涡流检测技术研究的近况脉冲涡流检测技术研究的近况脉冲涡流检测技术研究的近况 3.2 3.2 3.2 3.2 脉冲涡流传感器的设计与制作脉冲涡流传感器的设计与制作脉冲涡流传感器的设计与制作脉冲涡流传感器的设计与制作 常规涡流线圈通常由激励线圈和检测线圈常规涡流线圈通常由激励线圈和检测线圈常规涡流线圈通常由激励线圈和检测线圈常规涡流线圈通常由激励线圈和检测线圈组成，一般均采用线径很细的铜漆包线绕制。组成，一般均采用线径很细的铜漆包线绕制。组成，一般均采用线径很细的铜漆包线绕制。组成，一般均采用线径很细的铜漆包线绕制。脉冲涡流检测中，除了采用上述传统方脉冲涡流检测中，除了采用上述传统方脉冲涡流检测中，除了采用上述传统方脉冲涡流检测中，除了采用上述传统方式设计、制作激励线圈和检测线圈外，还较多式设计、制作激励线圈和检测线圈外，还较多式设计、制作激励线圈和检测线圈外，还较多式设计、制作激励线圈和检测线圈外，还较多地采用以铜线绕制激励线圈，用霍尔片制作探地采用以铜线绕制激励线圈，用霍尔片制作探地采用以铜线绕制激励线圈，用霍尔片制作探地采用以铜线绕制激励线圈，用霍尔片制作探测元件。测元件。测元件。测元件。脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展3 3 3 3 脉冲涡流检测技术研究的近况脉冲涡流检测技术研究的近况脉冲涡流检测技术研究的近况脉冲涡流检测技术研究的近况 3.2 3.2 3.2 3.2 脉冲涡流传感器的设计与制作脉冲涡流传感器的设计与制作脉冲涡流传感器的设计与制作脉冲涡流传感器的设计与制作 零件表面和近表面裂纹缺陷检测线圈的设计、制作参数：零件表面和近表面裂纹缺陷检测线圈的设计、制作参数：零件表面和近表面裂纹缺陷检测线圈的设计、制作参数：零件表面和近表面裂纹缺陷检测线圈的设计、制作参数：激励线圈为用直径为激励线圈为用直径为激励线圈为用直径为激励线圈为用直径为0.24mm0.24mm的漆包线绕制，内径为的漆包线绕制，内径为的漆包线绕制，内径为的漆包线绕制，内径为10.2mm10.2mm、外径为、外径为、外径为、外径为22.4mm22.4mm、高为、高为、高为、高为10mm10mm，缠绕圈数为，缠绕圈数为，缠绕圈数为，缠绕圈数为400400匝，检测线圈用直径为匝，检测线圈用直径为匝，检测线圈用直径为匝，检测线圈用直径为0.07mm0.07mm的漆包线绕制，内径为的漆包线绕制，内径为的漆包线绕制，内径为的漆包线绕制，内径为2mm2mm、外径为、外径为、外径为、外径为5mm5mm、高为、高为、高为、高为2mm2mm，缠绕圈数为，缠绕圈数为，缠绕圈数为，缠绕圈数为800800匝。文匝。文匝。文匝。文献献献献4 4 从获得均匀磁场和较大透入深度考虑，设计、制从获得均匀磁场和较大透入深度考虑，设计、制从获得均匀磁场和较大透入深度考虑，设计、制从获得均匀磁场和较大透入深度考虑，设计、制作了一种几何尺寸为作了一种几何尺寸为作了一种几何尺寸为作了一种几何尺寸为40mm20mm20mm40mm20mm20mm（长（长（长（长 宽宽宽宽 高）、高）、高）、高）、厚度为厚度为厚度为厚度为1mm1mm的矩形线圈，共绕了的矩形线圈，共绕了的矩形线圈，共绕了的矩形线圈，共绕了400400匝，并在线圈中加匝，并在线圈中加匝，并在线圈中加匝，并在线圈中加了磁芯以增大磁场强度；在保证较好灵敏度的前提下，了磁芯以增大磁场强度；在保证较好灵敏度的前提下，了磁芯以增大磁场强度；在保证较好灵敏度的前提下，了磁芯以增大磁场强度；在保证较好灵敏度的前提下，较小尺寸的检测线圈有利于提高测量分辨率和精确度，较小尺寸的检测线圈有利于提高测量分辨率和精确度，较小尺寸的检测线圈有利于提高测量分辨率和精确度，较小尺寸的检测线圈有利于提高测量分辨率和精确度，因此检测线圈的设计、制作参数为：内径因此检测线圈的设计、制作参数为：内径因此检测线圈的设计、制作参数为：内径因此检测线圈的设计、制作参数为：内径1.5mm1.5mm、外径、外径、外径、外径3mm3mm、高、高、高、高2mm2mm，共绕了，共绕了，共绕了，共绕了800800匝。匝。匝。匝。脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展3 3 脉冲涡流检测技术研究的近况脉冲涡流检测技术研究的近况 3.2 3.2 3.2 3.2 脉冲涡流传感器的设计与制作脉冲涡流传感器的设计与制作脉冲涡流传感器的设计与制作脉冲涡流传感器的设计与制作 针针针针对对对对普普普普通通通通的的的的脉脉脉脉冲冲冲冲涡涡涡涡流流流流传传传传感感感感器器器器在在在在腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀检检检检测测测测中中中中出出出出现现现现的的的的信信信信号号号号变变变变化化化化复复复复杂杂杂杂、特特特特征征征征量量量量难难难难以以以以提提提提取取取取的的的的问问问问题题题题，研研研研究究究究人人人人员员员员还还还还设计、制作了一种新型斜角式阵列传感器设计、制作了一种新型斜角式阵列传感器设计、制作了一种新型斜角式阵列传感器设计、制作了一种新型斜角式阵列传感器55。这这这这种种种种传传传传感感感感器器器器的的的的激激激激励励励励线线线线圈圈圈圈为为为为矩矩矩矩形形形形，检检检检测测测测线线线线圈圈圈圈阵阵阵阵列列列列是是是是由由由由多多多多个个个个直直直直径径径径很很很很小小小小的的的的圆圆圆圆柱柱柱柱形形形形线线线线圈圈圈圈组组组组成成成成，并并并并排排排排位位位位于于于于激激激激励励励励线线线线圈圈圈圈底底底底部部部部的的的的中中中中线线线线上上上上。直直直直角角角角式式式式阵阵阵阵列列列列探探探探头头头头的的的的检检检检测测测测线线线线圈圈圈圈与与与与激激激激励励励励线线线线圈圈圈圈的的的的底底底底面面面面相相相相互互互互垂垂垂垂直直直直，与与与与之之之之不不不不同同同同，斜斜斜斜角角角角式式式式阵阵阵阵列列列列探探探探头头头头的的的的检检检检测测测测线线线线圈圈圈圈与与与与激激激激励励励励线线线线圈圈圈圈的的的的底底底底面面面面之之之之间间间间形形形形成成成成一一一一个个个个小小小小的的的的夹夹夹夹角角角角。试试试试验验验验发发发发现现现现，这这这这种种种种结结结结构构构构的的的的改改改改变变变变时时时时的的的的感感感感应应应应信信信信号号号号的的的的波波波波形形形形发发发发生生生生了了了了根根根根本本本本性性性性变变变变化化化化，脉脉脉脉冲冲冲冲涡涡涡涡流流流流信信信信号号号号的的的的各各各各项项项项特特特特征征征征值值值值的的的的提提提提取取取取变变变变得非常简单。得非常简单。得非常简单。得非常简单。脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展3 3 脉冲涡流检测技术研究的近况脉冲涡流检测技术研究的近况 3.2 3.2 3.2 3.2 脉冲涡流传感器的设计与制作脉冲涡流传感器的设计与制作脉冲涡流传感器的设计与制作脉冲涡流传感器的设计与制作 基基基基于于于于霍霍霍霍尔尔尔尔传传传传感感感感器器器器具具具具有有有有小小小小型型型型化化化化、可可可可以以以以实实实实现现现现对对对对磁磁磁磁场场场场的的的的直直直直接接接接测测测测量量量量，并并并并且且且且在在在在较较较较宽宽宽宽的的的的低低低低频频频频范范范范围围围围内内内内具具具具有有有有比比比比检检检检测测测测线线线线圈圈圈圈更更更更高高高高灵灵灵灵敏敏敏敏度度度度的的的的特特特特点点点点，较较较较多多多多的的的的研研研研究究究究试试试试验验验验6,7,8,96,7,8,9采采采采用用用用细细细细的的的的铜铜铜铜漆漆漆漆包包包包线线线线绕绕绕绕制制制制激激激激励励励励线线线线圈圈圈圈、以以以以霍霍霍霍尔尔尔尔传传传传感感感感器器器器作作作作为为为为探探探探测测测测元元元元件件件件而构成了另一类脉冲涡流检测用传感器。而构成了另一类脉冲涡流检测用传感器。而构成了另一类脉冲涡流检测用传感器。而构成了另一类脉冲涡流检测用传感器。与与与与常常常常规规规规涡涡涡涡流流流流检检检检测测测测线线线线圈圈圈圈类类类类似似似似，有有有有用用用用一一一一个个个个霍霍霍霍尔尔尔尔片片片片作作作作为为为为检检检检测测测测单单单单元元元元的的的的“绝绝绝绝对对对对式式式式”霍霍霍霍尔尔尔尔传传传传感感感感器器器器，也也也也有有有有将将将将两两两两个个个个反反反反向向向向连连连连接接接接的的的的霍霍霍霍尔尔尔尔片片片片作作作作为为为为检检检检测测测测单单单单元元元元的的的的“差差差差动动动动式式式式”霍霍霍霍尔尔尔尔传传传传感感感感器器器器。近近近近年年年年来来来来研研研研究究究究人人人人员员员员还还还还采采采采用用用用了了了了集集集集成成成成的的的的霍霍霍霍尔尔尔尔传传传传感感感感器器器器，如如如如95A95A型型型型、UGN3505UGN3505型等线性集成传感器。型等线性集成传感器。型等线性集成传感器。型等线性集成传感器。脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展3 3 脉冲涡流检测技术研究的近况脉冲涡流检测技术研究的近况 3.3 3.3 3.3 3.3 脉冲涡流检测参数的优化脉冲涡流检测参数的优化脉冲涡流检测参数的优化脉冲涡流检测参数的优化 脉脉脉脉冲冲冲冲涡涡涡涡流流流流检检检检测测测测参参参参数数数数的的的的优优优优化化化化主主主主要要要要包包包包括括括括脉脉脉脉冲冲冲冲重重重重复复复复频频频频率率率率、脉脉脉脉冲冲冲冲方方方方波波波波占占占占空比空比空比空比等条件的选择。等条件的选择。等条件的选择。等条件的选择。脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展3 3 脉冲涡流检测技术研究的近况脉冲涡流检测技术研究的近况 3.3 3.3 3.3 3.3 脉冲涡流检测参数的优化脉冲涡流检测参数的优化脉冲涡流检测参数的优化脉冲涡流检测参数的优化 脉脉脉脉冲冲冲冲涡涡涡涡流流流流检检检检测测测测参参参参数数数数的的的的优优优优化化化化主主主主要要要要包包包包括括括括脉脉脉脉冲冲冲冲重重重重复复复复频频频频率率率率、脉脉脉脉冲冲冲冲方方方方波波波波占占占占空空空空比比比比等等等等条条条条件件件件的的的的选选选选择。择。择。择。脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展4 4 脉冲涡流检测技术应用的进展脉冲涡流检测技术应用的进展 到目前为止，国内尚没有商品化的到目前为止，国内尚没有商品化的到目前为止，国内尚没有商品化的到目前为止，国内尚没有商品化的脉冲涡流检测仪，本节所述的脉冲涡流检测技脉冲涡流检测仪，本节所述的脉冲涡流检测技脉冲涡流检测仪，本节所述的脉冲涡流检测技脉冲涡流检测仪，本节所述的脉冲涡流检测技术的应用研究进展，主要是指相关研究人员利术的应用研究进展，主要是指相关研究人员利术的应用研究进展，主要是指相关研究人员利术的应用研究进展，主要是指相关研究人员利用自行设计、制作的简单脉冲涡流仪和传感器，用自行设计、制作的简单脉冲涡流仪和传感器，用自行设计、制作的简单脉冲涡流仪和传感器，用自行设计、制作的简单脉冲涡流仪和传感器，针对模拟一些实际需求中的问题在实验室以带针对模拟一些实际需求中的问题在实验室以带针对模拟一些实际需求中的问题在实验室以带针对模拟一些实际需求中的问题在实验室以带有人工缺陷的试样为对象，开展脉冲涡流检测有人工缺陷的试样为对象，开展脉冲涡流检测有人工缺陷的试样为对象，开展脉冲涡流检测有人工缺陷的试样为对象，开展脉冲涡流检测应用研究的情况。此外，对利用进口的脉冲涡应用研究的情况。此外，对利用进口的脉冲涡应用研究的情况。此外，对利用进口的脉冲涡应用研究的情况。此外，对利用进口的脉冲涡流仪在不去除隔热层和保护层条件下检测输油流仪在不去除隔热层和保护层条件下检测输油流仪在不去除隔热层和保护层条件下检测输油流仪在不去除隔热层和保护层条件下检测输油管线和蒸汽管道的实际应用情况作简要说明。管线和蒸汽管道的实际应用情况作简要说明。管线和蒸汽管道的实际应用情况作简要说明。管线和蒸汽管道的实际应用情况作简要说明。脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展4 4 脉冲涡流检测技术应用的进展脉冲涡流检测技术应用的进展 （1 1）金属表面、近表面裂纹缺陷的模拟检测）金属表面、近表面裂纹缺陷的模拟检测）金属表面、近表面裂纹缺陷的模拟检测）金属表面、近表面裂纹缺陷的模拟检测 针对表面和次表面两类裂纹缺陷，在针对表面和次表面两类裂纹缺陷，在针对表面和次表面两类裂纹缺陷，在针对表面和次表面两类裂纹缺陷，在8mm8mm厚的铜厚的铜厚的铜厚的铜合金和铝合金板上分别加工制作了宽度为合金和铝合金板上分别加工制作了宽度为合金和铝合金板上分别加工制作了宽度为合金和铝合金板上分别加工制作了宽度为2mm2mm，深度，深度，深度，深度为为为为2mm2mm、4 mm4 mm和和和和6 mm6 mm人工缺陷。试验结果表明：对人工缺陷。试验结果表明：对人工缺陷。试验结果表明：对人工缺陷。试验结果表明：对于表面下裂纹，随着缺陷深度的增大，感应磁场最大于表面下裂纹，随着缺陷深度的增大，感应磁场最大于表面下裂纹，随着缺陷深度的增大，感应磁场最大于表面下裂纹，随着缺陷深度的增大，感应磁场最大值出现的时间就会越长；但是，对于表面裂纹，不同值出现的时间就会越长；但是，对于表面裂纹，不同值出现的时间就会越长；但是，对于表面裂纹，不同值出现的时间就会越长；但是，对于表面裂纹，不同深度裂纹的感应磁场最大值出现的时间几乎相同。深度裂纹的感应磁场最大值出现的时间几乎相同。深度裂纹的感应磁场最大值出现的时间几乎相同。深度裂纹的感应磁场最大值出现的时间几乎相同。这说明脉冲涡流更适用于表面下深层裂纹的定量这说明脉冲涡流更适用于表面下深层裂纹的定量这说明脉冲涡流更适用于表面下深层裂纹的定量这说明脉冲涡流更适用于表面下深层裂纹的定量检测。在实际应用中，可根据不同检测。在实际应用中，可根据不同检测。在实际应用中，可根据不同检测。在实际应用中，可根据不同深度人工缺陷的响深度人工缺陷的响深度人工缺陷的响深度人工缺陷的响应数据绘制出深度与感应磁场最大值出现时间的对应应数据绘制出深度与感应磁场最大值出现时间的对应应数据绘制出深度与感应磁场最大值出现时间的对应应数据绘制出深度与感应磁场最大值出现时间的对应曲线，实际检测中测出缺陷响应信号最大值出现的时曲线，实际检测中测出缺陷响应信号最大值出现的时曲线，实际检测中测出缺陷响应信号最大值出现的时曲线，实际检测中测出缺陷响应信号最大值出现的时间后，对应到参考曲线上就可以确定缺陷的深度。间后，对应到参考曲线上就可以确定缺陷的深度。间后，对应到参考曲线上就可以确定缺陷的深度。间后，对应到参考曲线上就可以确定缺陷的深度。脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展4 4 脉冲涡流检测技术应用的进展脉冲涡流检测技术应用的进展 （2 2）腐蚀缺陷的定量检测及扫描成像）腐蚀缺陷的定量检测及扫描成像）腐蚀缺陷的定量检测及扫描成像）腐蚀缺陷的定量检测及扫描成像 文献文献文献文献1010提出了利用峰值扫描波形对腐蚀缺陷长度的定量检提出了利用峰值扫描波形对腐蚀缺陷长度的定量检提出了利用峰值扫描波形对腐蚀缺陷长度的定量检提出了利用峰值扫描波形对腐蚀缺陷长度的定量检测，利用瞬态感应电压信号的过零时间对腐蚀缺陷深度的定量检测，利用瞬态感应电压信号的过零时间对腐蚀缺陷深度的定量检测，利用瞬态感应电压信号的过零时间对腐蚀缺陷深度的定量检测，利用瞬态感应电压信号的过零时间对腐蚀缺陷深度的定量检测，利用瞬态感应电压信号的峰值对腐蚀缺陷体积的定量检测。测，利用瞬态感应电压信号的峰值对腐蚀缺陷体积的定量检测。测，利用瞬态感应电压信号的峰值对腐蚀缺陷体积的定量检测。测，利用瞬态感应电压信号的峰值对腐蚀缺陷体积的定量检测。文献文献文献文献5555介绍了采用在激励线圈底部的正中央，按照电流的流介绍了采用在激励线圈底部的正中央，按照电流的流介绍了采用在激励线圈底部的正中央，按照电流的流介绍了采用在激励线圈底部的正中央，按照电流的流向对称的排列了向对称的排列了向对称的排列了向对称的排列了8 8 8 8个检测线圈的涡流阵列线圈扫查加工有模拟腐个检测线圈的涡流阵列线圈扫查加工有模拟腐个检测线圈的涡流阵列线圈扫查加工有模拟腐个检测线圈的涡流阵列线圈扫查加工有模拟腐蚀缺陷试样时，对称位置上的两个检测线圈接收到涡流响应信号蚀缺陷试样时，对称位置上的两个检测线圈接收到涡流响应信号蚀缺陷试样时，对称位置上的两个检测线圈接收到涡流响应信号蚀缺陷试样时，对称位置上的两个检测线圈接收到涡流响应信号最大峰值的比值之间存在的规律：对于不同的腐蚀深度最大峰值的比值之间存在的规律：对于不同的腐蚀深度最大峰值的比值之间存在的规律：对于不同的腐蚀深度最大峰值的比值之间存在的规律：对于不同的腐蚀深度,当探头当探头当探头当探头阵列完全经过腐蚀扫描时，比值都大于或等于阵列完全经过腐蚀扫描时，比值都大于或等于阵列完全经过腐蚀扫描时，比值都大于或等于阵列完全经过腐蚀扫描时，比值都大于或等于0.50.50.50.5；当探头阵列；当探头阵列；当探头阵列；当探头阵列不完全经过腐蚀扫描时，比值都小于或等于不完全经过腐蚀扫描时，比值都小于或等于不完全经过腐蚀扫描时，比值都小于或等于不完全经过腐蚀扫描时，比值都小于或等于0.20.20.20.2。因此，可以将。因此，可以将。因此，可以将。因此，可以将这个比值作为一个特征参数，来判断检测线圈是否经过腐蚀，对这个比值作为一个特征参数，来判断检测线圈是否经过腐蚀，对这个比值作为一个特征参数，来判断检测线圈是否经过腐蚀，对这个比值作为一个特征参数，来判断检测线圈是否经过腐蚀，对于没有经过腐蚀的探头，在显示腐蚀图像的时候，其经过的扫描于没有经过腐蚀的探头，在显示腐蚀图像的时候，其经过的扫描于没有经过腐蚀的探头，在显示腐蚀图像的时候，其经过的扫描于没有经过腐蚀的探头，在显示腐蚀图像的时候，其经过的扫描路径将不会被显示出来，这样就可有效地消除图像的失真。路径将不会被显示出来，这样就可有效地消除图像的失真。路径将不会被显示出来，这样就可有效地消除图像的失真。路径将不会被显示出来，这样就可有效地消除图像的失真。脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展4 4 脉冲涡流检测技术应用的进展脉冲涡流检测技术应用的进展 （3 3）在役管线、管道的实际检测）在役管线、管道的实际检测）在役管线、管道的实际检测）在役管线、管道的实际检测 凝析油管线：凝析油管线：凝析油管线：凝析油管线：规格为直径规格为直径规格为直径规格为直径=80mm=80mm、壁厚、壁厚、壁厚、壁厚=7.6mm=7.6mm，材质为，材质为，材质为，材质为铁磁性钢，在管线外面包有铁磁性钢，在管线外面包有铁磁性钢，在管线外面包有铁磁性钢，在管线外面包有38mm38mm厚的海绵状玻璃厚的海绵状玻璃厚的海绵状玻璃厚的海绵状玻璃体隔热层和体隔热层和体隔热层和体隔热层和1mm1mm厚的铝合金外表保护层。厚的铝合金外表保护层。厚的铝合金外表保护层。厚的铝合金外表保护层。在不去除保护层和隔热层状态下，采用脉冲涡在不去除保护层和隔热层状态下，采用脉冲涡在不去除保护层和隔热层状态下，采用脉冲涡在不去除保护层和隔热层状态下，采用脉冲涡流技术检测内部管线的腐蚀情况，与利用超声波在流技术检测内部管线的腐蚀情况，与利用超声波在流技术检测内部管线的腐蚀情况，与利用超声波在流技术检测内部管线的腐蚀情况，与利用超声波在去保护层和隔热材料条件下的检测结果比较，对于去保护层和隔热材料条件下的检测结果比较，对于去保护层和隔热材料条件下的检测结果比较，对于去保护层和隔热材料条件下的检测结果比较，对于腐蚀深度测量的最大误差仅有腐蚀深度测量的最大误差仅有腐蚀深度测量的最大误差仅有腐蚀深度测量的最大误差仅有0.4mm0.4mm，检测精度接，检测精度接，检测精度接，检测精度接近达到近达到近达到近达到5%5%。脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展脉冲涡流检测技术研究及其应用的新进展4 4 脉冲涡流检测技术应用的进展脉冲涡流检测技术应用的进展 （3 3）在役管线、管道的实际检测）在役管线、管道的实际检测）在役管线、管道的实际检测）在役管线、管道的实际检测 蒸汽管道：蒸汽管道：蒸汽管道：蒸汽管道：规格为直径规格为直径规格为直径规格为直径=400mm=400mm、壁厚、壁厚、壁厚、壁厚=10mm=10mm，材料为，材料为，材料为，材料为2020号钢，在管道外面包有号钢，在管道外面包有号钢，在管道外面包有号钢，在管道外面包有100mm100mm厚的岩棉隔热层和约厚的岩棉隔热层和约厚的岩棉隔热层和约厚的岩棉隔热层和约为为为为1mm1mm厚的铝合金外表保护层。厚的铝合金外表保护层。厚的铝合金外表保护层。厚的铝合金外表保护层。在不去除保护层和隔热层状态下，采用脉冲涡流在不去除保护层和隔热层状态下，采用脉冲涡流在不去除保护层和隔热层状态下，采用脉冲涡流在不去除保护层和隔热层状态下，采用脉冲涡流技术检测内部管道时发现两处腐蚀缺陷，采用脉冲涡技术检测内部管道时发现两处腐蚀缺陷，采用脉冲涡技术检测内部管道时发现两处腐蚀缺陷，采用脉冲涡技术检测内部管道时发现两处腐蚀缺陷，采用脉冲涡流法对于这两处腐蚀深度的测量结果，与去保护层和流法对于这两处腐蚀深度的测量结果，与去保护层和流法对于这两处腐蚀深度的测量结果，与去保护层和流法对于这两处腐蚀深度的测量结果，与去保护层和隔热材料条件下超声的测量结果相比，最大误差分别隔热材料条件下超声的测量结果相比，最大误差分别隔热材料条件下超声的测量结果相比，最大误差分别隔热材料条件下超声的测量结果相比，最大误差分别为为为为0.69mm0.69mm、0.64mm0.64mm，可满足工程检测标准要求的测，可满足工程检测标准要求的测，可满足工程检测标准要求的测，可满足工程检测标准要求的测量精度。量精度。量精度。量精度。脉冲涡流