涡流检测的原理.doc

涡流检测的原理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，它适用于导电材料，如果我们把一块导体置于交变磁场之中，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(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，是靠检测线圈来建立交变磁场;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来获得被检测导体中的质量信息。所以说，检测线圈是一种换能器。检测线圈的形状、尺寸和技术参数对于最终检测是至关重要的。在涡流探伤中，往往是根据被检测的形状，尺寸、材质和质量要求(检测标准)等来选定检测线圈的种类。常用的检测线圈有三类：1. 穿过式线圈; 穿过式线圈是将被检测试样放在线圈内进行检测的线圈，适用于管、棒、线材的探伤。由于线圈产生的磁场首先作用在试样外壁，因此检出外壁缺陷的效果较好，内壁缺陷的检测是利用的渗透来进行的。一般来说，内壁缺陷检测灵敏度比外壁低。厚壁管材的缺陷是不能使用外穿式线圈来检测来的。 2. 内插式线圈; 内插式线圈是放在管子内部进行检测的线圈，专用来检查厚壁或钻孔内壁的缺陷，也用来检查成套设备中管子的质量，如热交换器管的在役检验。 3. 探头式线圈; 探头式线圈是放置在试样表面上进行检测的线圈，它不仅适用于形状简单的板材、板坯、方坯、圆坯、棒材及大直径管材的表面扫描探伤，也适用于形状较复杂的机械零件的检查。与穿过式线圈相比，由于探头式线圈的体积小、场作用范围小，所以适于检出尺寸较小的表面缺陷。相敏检波的功用和原理 1、什么是相敏检波电路？ 相敏检波电路是具有鉴别调制信号相位和选频能力的检波电路。 2、为什么要采用相敏检波？ 包络检波有两个问题：一是解调的主要过程是对调幅信号进行半波或全波整流，无法从检波器的输出鉴别调制信号的相位。第二，包络检波电路本身不具有区分不同载波频率的信号的能力。对于不同载波频率的信号它都以同样方式对它们整流，以恢复调制信号，这就是说它不具有鉴别信号的能力。为了使检波电路具有判别信号相位和频率的能力，提高抗干扰能力，需采用相敏检波电路。 3、相敏检波电路与包络检波电路在功能与电路构成上最主要的区别是什么？ 相敏检波电路与包络检波电路在功能上的主要区别是相敏检波电路能够鉴别调制信号相位，从而判别被测量变化的方向，同时相敏检波电路还具有选频的能力，从而提高测控系统的抗干扰能力。从电路结构上看，相敏检波电路的主要特点是，除了所需解调的调幅信号外，还要输入一个参考信号。有了参考信号就可以用它来鉴别输入信号的相位和频率。 4、相敏检波电路与调幅电路在结构上有哪些相似之处？它们又有哪些区别？ 将调制信号ux乘以幅值为1的载波信号就可以得到双边带调幅信号us，将双边带调幅信号us再乘以载波信号，经低通滤波后就可以得到调制信号ux。这就是相敏检波电路在结构上与调制电路相似的原因。 二者主要区别是调幅电路实现低频调制信号与高频载波信号相乘，输出为高频调幅信号；而相敏检波器实现高频调幅信号与高频载波信号相乘，经滤波后输出低频解调信号。这使它们的输入、输出耦合回路与滤波器的结构和参数不同。 （三）相敏检波电路的选频与鉴相特性 1、相敏检波电路的选频特性 什么是相敏检波电路的选频特性？ 相敏检波电路的选频特性是指它对不同频率的输入信号有不同的传递特性。以参考信号为基波，所有偶次谐波在载波信号的一个周期内平均输出为零，即它有抑制偶次谐波的功能。对于n=1,3,5等各奇次谐波，输出信号的幅值相应衰减为基波的1/ n，即信号的传递系数随谐波次数增高而衰减，对高次谐波有一定抑制作用。 2、相敏检波电路的鉴相特性 什么是相敏检波电路的鉴相特性？ 如果输入信号us为与参考信号uc(或Uc)同频信号，但有一定相位差，这时输出电压uo=Usm/2cos，即输出信号随相位差的余弦而变化。 由于在输入信号与参考信号同频但有一定相位差时，输出信号的大小与相位差有确定的函数关系，可以根据输出信号的大小确定相位差的值，相敏检波电路的这一特性称为鉴相特性提离效应：英文：Lift-off effect 定义是指变化的电磁场作用在导体附近，导体内产生电涡流。电涡流的大小随着变化电磁场与导体的距离改变而变化，这就是提离效应。 应用提离效应在涡流无损检测、探伤中有着广泛的应用。 在点式涡流探伤中存在提离效应。虽然目前有一些抑制提离效应的方法，但它们存在一定的局限。 涡流传感器提离效应的研究通过数值计算表明涡流检测传感器相对于被测导体的提离效应在阻抗平面图上是近似为直线的轨迹.并通过单片机实现阻抗的幅值和相位的测量,利用阻抗变换的方法,有效地实现了提离干扰信号的抑制. 具有抑制“提离”效应的旋转坐标法提离效应是在涡流检测中普遍存在的一种干扰因素。它对检测结果有很大的影响。为此，提出了一种旋转坐标抑制提离效应的方法，并把单片机技术引入到相应的电路中去。实验结果表明该法对提离效应的抑制是有效的。同时，智能化的提离抑制电路，大大降低了检测时人为因素的影响，提高了检测的准确率和重复精度，具有较大的实用价值。移相器移相器（Phaser）能够对波的相位进行调整的一种装置。任何传输介质对在其中传导的波动都会引入