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涡流无损检测实验报告.pdf

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开放选修实验训练——涡流无损检测实验报告江苏科技大学数理学院应用物理 江苏科技大学数理学院开放性选修 实验训练 涡流无损检测实验报告 指导老师：魏勤 组员：彭加福（0640502112）胡进军（0640502107）徐大程（0640502115） 江苏科技大学数理学院06级应用物理学 2009年12月15日 E-mail：******************* 开放选修实验训练——涡流无损检测实验报告江苏科技大学数理学院应用物理 涡流无损检测实验报告 彭加福 （江苏科技大学数理学院应用物理0640502112） 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，它仅适用于导电材料，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。作为无损检测的一种重要手段，涡流检测在现代工业无损检测中得到了深入而广泛的应 用和推广。 实验训练期间，我们采用SMART-2097智能便携式多频涡流仪、D60K数字金属电导率测量仪 和7504塗层测厚仪等涡流仪器完成了定标、探伤、电导率测定和膜厚测量等实验，掌握了涡流的 产生机理及涡流探伤原理，熟练掌握了各种涡流探伤仪、测量仪的基本操作。 1实验目的 1.1熟悉各种涡流探伤仪、测量仪的基本操作，简单了解各实验仪器的工作原理及性能，并通过 系列实验了解涡流无损检测在现代工业中的应用； 1.2学习掌握涡流检测的基本方法及相关理论知识，了解涡流检测仪、测量仪及涡流探头的内部 结构和工作原理； 1.3分别使用SMART-2097智能便携式多频涡流仪、D60K数字金属电导率测量仪和7504塗层测 厚仪进行探伤、测电导率和薄膜厚度。 2实验仪器 SMART-2097智能便携式多频涡流仪、D60K数字金属电导率测量仪、7504塗层测厚仪、各种 涡流探头及数据传输线、SMART-2097智能便携式多频涡流仪标准试块（含有深为0.1mm,0.5mm, 1.0mm的划痕）、D60K数字金属电导率测量仪高值-低值定标试块、7504塗层测厚仪标准膜。 3实验原理 3.1螺线管磁场 如果将长直导线绕成螺线管，磁力线分布类似于条形磁铁，磁场方向取决于电流方向，同样 可以用右手定则表示，其磁场强度取决于两个因素：线圈的圈数和电流的大小，圈数越多或电流 越大，则磁场越强。 对一个螺线管来说，它所形成的磁场是数个线圈磁场的叠加，所以当交流电通过螺线管时， 可形成既强又集中的交变磁场，如图1所示。 E-mail：******************* 开放选修实验训练——涡流无损检测实验报告江苏科技大学数理学院应用物理 根据右手定则和电流方向判断磁力线的方向，螺线管所形成磁场强度的大小与其匝数的多少 有关。在线圈中，各环线圈可合成一个集中的磁场，当线圈通以交流电时，可形成一个较强的交 变磁场。 H 交变电流i 图1通电螺线管的磁场 3.2涡流的产生机理 变化着的磁场接近导体材料或导体材料在磁场中运动时，由于电磁感应现象的存在，导体材 料内将产生旋涡状电流，这种旋涡状的电流叫涡流。同时，旋涡状电流在导体材料中流动又形成 一个磁场，即涡流场，线圈产生的磁场和涡流产生的磁场会互相影响，最终达到动态平衡。 图2所示，线圈中通以交变电流i，线圈周围产生交变磁场，因电磁感应作用，在线圈下面 的导体（试样）中同时产生一个互感电流，即涡流。随着原磁场周期性交互变化，产生的感 ieH 应场（或称互感磁场）即涡流磁场，也呈周期性交互变化。 He 由电磁感应原理可知，感应场总要阻碍原磁场的变化；即当原磁场增大时、感应磁 HeHH 场也要反向增强；反之亦然，最终达到原磁场与感应磁场的动态平衡。通俗的说，感应 HeHHe 磁场总是要阻碍原磁场的改变，以便维持相对动态平衡。 HeH H 交变电流i 涡流i e 受检样品He 图2检测线圈使受检样品表面产生涡流场 E-mail：******************* 开放选修实验训练——涡流无损检测实验报告江苏科技大学数理学院应用物理 3.3涡流检测仪的基本结构及机理 如图2、图3所示，当检测线圈位于导体的缺陷位置时，涡流在导体中的正常流动就会被缺 陷所干扰。换句话说，导体在缺陷处，其导电率发生了变化，导致涡流的状况受到了影响，感 ie 应磁场