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1、书名：涡流检测 ISBN： 978-7-111-41811-5 作者：任吉林 出版社：机械工业出版社 本书配有电子课件,涡流检测 ppt 课件,涡流检测仪器与器材 宋 凯 南昌航空大学 无损检测技术教育部重点实验室,涡流检测 ppt 课件,目录,2.2 涡流检测仪器,2.1 涡流传感器,2.3 试样与辅助装置,2 涡流检测仪器与器材,涡流检测 ppt 课件,一、概述,第一代产品分立元件，单频，一维显示 第二代产品集成电路、平面阻抗，二维显示 第三代产品软硬件一体、多频、混频 第四代产品数字化、多通道技术、频谱分析、 涡流成像 第五代产品DSP技术、阵列技术、集成技术、 通信技术等多技术相互融合
2、,涡流检测 ppt 课件,按用途 探伤仪 材料分选仪（电导率仪） 测厚仪 多功能检测仪 技术特性 单频涡流 多频涡流 远场涡流 多通道涡流（涡流阵列检测）涡流扫描成像 电扰动涡流 低频电磁场 视频涡流 焊缝涡流检测,涡流检测 ppt 课件,低频涡流检测系统,金属材料涡流分选系统,SMART-97专用于飞行器检测,SMART-2005智能涡流/超声检测仪,涡流检测 ppt 课件,2.1 涡流传感器,涡流检测 ppt 课件,检测元件,检测线圈 激励和拾取信号 根据被检构件设计不同类型和大小的传感器 受温度影响较小，可适用于高温检测 霍尔传感器等元件 拾取磁场信息 温度影响大 灵敏度差异较大,涡流检
3、测 ppt 课件,按感应方式,自感式（参量式）,互感式（变压器式）,涡流检测 ppt 课件,按应用方式,外穿过式,内穿过式,放置式,涡流检测 ppt 课件,按比较方式,绝对式 自比较式 他比较式,线圈与仪器的连接方式,电桥连接,绝对式,差动式,涡流探头检测的缺陷类型,环绕型线圈：管材或棒材，对纵向且在径向具有不同深度的裂纹、折叠、未焊透等检测灵敏度高；差动式线圈对长条状缺陷端部敏感，对中间区域无信号；对于管、棒的分层缺陷，信号较小； 放置式线圈：裂纹检测灵敏度高；腐蚀坑采用自比差动式线圈信号变化平缓；分层缺陷难以发现；垂直于试件表面的裂纹，涡流垂直开裂面，探头以何种角度扫过缺陷，涡流响应都基本
4、一致。,线圈电感的计算,2.2 涡流检测仪器,涡流检测仪器,原理性仪器 幅值显示仪器,阻抗平面分析显示涡流仪,1、激励电路,激励信号发生器主要是给涡流探头提供所需频率的正弦波激励信号； 分立器件：电路简单、易起振、频率稳定性较好，但是功耗很高，容易产生杂波，不易精确调节振荡频率 集成芯片：能产生多种波形，且具有频率范围广、精度高、频率稳定等诸多优点，如MAX038 数字合成：能够产生任意波形并达到很高的频率。但外围电路复杂、成本较高，如AD9833,MAX038是MAXIM公司宽带波形发生器，产生1Hz-20MHz宽频带、高精度、占空比可调的正弦波、三角波或矩形波；各种波形的输出幅度可达2V（
5、峰峰）；可实现占空比和频率调节。,ADI公司生产AD9833，产生正弦波、三角波、方波输出。AD9833无需外接元件，输出频率和相位都可通过软件编程，易于调节，频率寄存器是28位的，主频时钟为25MHz时，精度为0.1Hz，主频时钟为1MHz时，精度可以达到0.004Hz。,查询表包括幅值和相位信息，映射成正弦波幅度的数字量信号，取DAC输出模拟量，,AD9833输出的正弦波信号幅度只有0.6V0.8V左右，并且包含有高次谐波分量，不能直接作为探头的激励信号，必须经过滤波、放大和驱动电路后才能加载到检测探头之上。,有源滤波器的传递函数（A点到B点）为： 其中 为有源滤波器通带增益； 1/(R2
6、9*C100)为特征角频率； Q为等效品质因数，当其为0.707时幅频响应较平坦，当大于0.707时，将出现峰值； B点到C点为一反相放大电路，将激励信号进一步放大，放大增益为,加载到探头上的激励信号不光要有一定的电压大小，还要有一定的驱动电流，而一般运放的电流驱动能力只有20mA左右，不能满足要求。,其中R41和R43为三极管Q1和Q3的导通提供偏置电压；当VD正弦波正半波时，Q3和Q2导通；当VD为正弦波负半波时，Q1和Q4导通；R55和R56选取的越小，E点可提供的驱动电流越大,2、桥式电路,理想状态下，电源内阻Z0趋近为0; 电源加在AB两端的电压为： CD间输出电压为: 检测工件，Z
7、3变成了Z3+Z3, 则输出为：,若电桥平衡，则,输出电压的变化为: 考虑到 ,上式可近似为：,阻抗线圈变化率,桥臂比,桥臂系数,桥臂系数对灵敏度的影响,|K|取决于a和，可见a=1和180时，|K|有最大值。 谐振: K可获得最大值；但在某一状态下谐振，而另一状态可能会失谐，灵敏度变化较大；,M - A的实部 N - A的虚部 -A的相位角,桥路处于稍失谐的工作状态,3、放大电路,电桥输出信号较小，需要进行放大；,单位dB,如果涡流仪增益范围为0-100dB，则：,特性： 输入级噪声低；放大倍数大；动态范围宽；失真小；稳定。,仪用放大器AD620，该款芯片具有增益范围大、精度高、低功耗、尺寸
8、小等优点。AD620是在传统的三运放组合方式上集成单片运算放大器。,4、相敏检波,高频分量滤掉,MLT04是美国ADI公司推出的四通道四象限的高性能模拟乘法器。它包含四个完全独立的高精度四象限乘法单元，采用的制作方式为互补双极性工艺，所以它的每个通道带宽可达8MHz；,MAX274是一种八阶连续时间的有源滤波芯片，中心频率范围为 100Hz150kHz，具有四个独立的滤波单元，每个单元只需外接4个电阻，即可实现多种形式滤波，如巴特沃斯滤波、切比雪夫滤波和巴塞尔滤波等等。,步骤1：计算R2=2109/F0； 步骤2：计算R4=R25k； 步骤3：计算R3=（Q2109 /F0）（RX/RY），R
9、X和RY为滤波单元内两个电阻； 步骤4：计算R1=2109/（F0* HOLP）(RX/RY),HOLP是输入频率为0时管脚LPO增益。 电路中的截至频率为150Hz,1对2通道模拟开关CD4053、低通滤波器和减法器组成,涡流信号f送入CD4053的公共端a、c脚，检波控制信号ctrl0和ctrl90分别为参考信号和90相移的参考信号，分别接到模拟开关控制端。,涡流检测信号形成及分析,放置式涡流探头,差动探头接入电桥,内穿过式涡流探头,最终形成信号：绝对式与差动式有差异；,频率对检测信号的影响,缺陷深度的影响,左图20，右图110,移相器,相敏检波需要一路信号移相90； 性能要求：移相360
10、保持输出幅度不变；,5、提离效应抑制电路,提离效应：放置式涡流探头中，试件和线圈之间的间隙变化对检测线圈产生的影响 提离效应影响常常大于缺陷对探头阻抗的变化；,谐振电路法,谐振时 若线圈与金属表面有提离存在，相当于电路中感抗 变化了,不平衡电桥法,电桥处于不平衡状态,电容取C，则输出电压的幅值为UOP，输出电压不随提离而变化，抑制了干扰。此时电桥不平衡。,6、残余电压补偿电路,L1、L3的电压与激励电流相位差为/2，为纵坐标；调节R和C使L2电压和电流同相，为横坐标； 调节芯块，改变电感之间耦合程度，改变纵轴和横轴大小，产生补偿电压抵消残余电压。,差动线圈具有非一致性时，差动线圈残余电压输出；
11、,自动平衡调节装置,7、显示与记录装置,指针式电表 指针式电表体积小、重量轻，不需要复杂的辅助电路，因而在便携式的小型涡流检测仪器中得到了广泛的应用。 数字显示器,4.3 试样与辅助装置,1、标准试样与对比试样,标准试样：按相关标准规定的技术条件加工制作、并经被认可的技术机构认证的用于评价检测系统性能的试样。（与磁粉检测B、E型试块类似，评价系统性能，不用于产品检验） 对比试样：针对被检测对象和检测要求按照相关标准规定的技术条件加工制作、并经相关部门确认的用于被检对象质量符合性评价的试样。 （一般不允许带有自然缺陷）,标准试样,GBT 14480.32008无损检测涡流检测设备 第3部分：系统
12、性能和检验 GBT 144801993 涡流探伤系统性能测试方法 YBT 4083-2011 钢管自动涡流探伤系统综合性能测试方法 JJG 0061-2001 涡流探伤仪检定规程,对比试样,MH/T 3002.5一1997 航空器无损检测涡流检验 DL / T 925一2005汽轮机叶片涡流检验技术导则,电导率测量与分选试样,GB/T 12966-2008 铝合金电导率涡流测试方法 YB/T 127-1997 黑色金属电磁(涡流)分选检验方法,膜层厚度测量试样,GB/T 4957-2003 非磁性基体上非导电覆盖层 覆盖层厚度测量 涡流法,辅助装置,进给装置 传动速度稳定，误差5%以内； 传动速度可调 保持同心度,1、上料台架 一套 2、自动上料装置 一套 3、输送辊道 一套 4、电脑型涡流探伤仪 一台 5、涡流探伤磁化主机 一台 6、下料分选集料槽 一套 7、电气控制系统 一套 8、交直流退磁装置 9、缺陷打标装置,报警装置,扇形区域报警 声光报警,磁饱和装置,功能：抑制磁导率波动噪声；减少构件磁导率，使探测深度加大；,