涡流检测基本原理
1、什么叫涡流(Eddy-current)?
当金属导体处在变化着的磁场中或在磁场中运动时,由于电磁感应作用而在金属导体内产生的旋涡状流动电流。
在涡流检测中,为涡流探头或线圈加载交流电,探头或线圈的内外会产生磁场
把通有交流电的线圈靠近导体时,线圈产生的磁场会在导体内部产生交变的感生电流,这种环形的感生电流就被称之为涡流
在导体工件中产生的涡流方向总是与线圈中的原电流方向相反,当涡流场中出现不连续性的缺陷,涡流的环形路径被干扰,探头和与导体工件之间的磁耦合被改变,从而导致线圈的阻抗发生变化
涡流探伤仪通过测量线圈阻抗发生的变化,并在阻抗图中显示,从而发现被检工件中的缺陷,被检工件中改变涡流场的任何因素都会影响线圈的阻抗变化,阻抗平面图显示了信号相对与参考点的幅值与相位角
不同的材料导电性能不同,即电导率不同,通常来说,电导率高的材料,涡流检测的灵敏度也越高,电导率通常用国际退火铜标准来表征,一般定义国际退火铜的电导率为100%IACS
2、影响涡流检测的因素有:
-材料厚度(渗透深度)
-材料的不连续性
-磁导率(铁磁性材料)
-几何外形(包括边缘效应和填充率/提离效应)
不同高、低频率下,涡流的渗透深度不同,对不同深度的缺陷检测灵敏度也不同
涡流检测的标准渗透深度:当涡流密度衰减到表面的37%时的渗透深度
σ为材料电导率,单位是S/m f为交流电流频率,单位是Hz
μ为材料的磁导率,单位是H/m
3、涡流探头的种类
今天先给大家介绍这些涡流的基本概念,需要大家通过这些简单的示意图能有一个简单的了解,后续内容持续更新哦!
北京新兴日祥科技发展有限公司简介:
北京新兴日祥科技发展有限公司成立于2002年,位于北京亦庄经济技术开发区,公司专业从事销售OLYMPUS工业内窥镜、无损检测设备以及轨道交通设备。公司具备开发、定制各类工业扫查器及自动化检测系统的能力,如TOFD扫查器、手持式相控阵扫查器、管道链式扫查器、小径管扫查器、风电叶片检测系统及多点在线测厚系统解决方案,也可根据客户需求定制自动化检测系统,如水浸检测小水槽系统、棒材在线检测系统等。目前,公司以北京为核心,以沈阳、上海、成都、深圳、西安办事处及分公司为重点,把全国市场划分为五大区域,形成了可以辐射全国的销售及售后服务网络,随时准备为客户提供良好的技术支持和完善的售后服务。
涡流发动机
涡轮增压有两种,涡轮增压和机械增压两种。 涡轮增压是通过发动机排出的废气驱动涡轮旋转然后带动增压器工作压缩空气,进入进气门,达到增加进气量,从而达到增加功率的作用。但是涡轮增压会有一些延迟,当发动机的转速达到1500~2000转的时候才会达到最佳工作效果(根据不同公司调校的数值不同),在开这种车的时候你会感觉到在起步的时候加速性能并不突出,当发动机转速上升到一定数值的时候就会感觉到加速有推背感,车有劲了,但是在停车熄火后会出现发动祥棚信机延迟熄火,这是对增压器的保护措施。在这种技术上瑞典的saab公司最早把他从飞机上的技术移解在汽车上,获得成功,同样沃尔沃也是瑞典的,同样是强项。 机械增压则是不同的,他的技术重点在于通过发动机的曲轴驱动进气口处的增压机工作的,所以增压的延迟性就小,在开车的时候会感觉机器一直很有劲,但是同时会浪费掉一部分发动机的动力,这种技术在奔驰公司是强项和研究的重点。 增压技术被使用在汽车上之后一共拥有着三种类型。即涡轮增压技术、机械增压技术和气波增压技术,今天我们要为大家解析的则是最为简单也最为常见的涡轮增压技术,其它两种增压技术我们会在日后进一步为大家介绍。随着汽车技术的发展,涡轮增压技术也被分为:单涡轮增压技术、双涡流单涡轮增压技术和双涡轮增压技术,它们在原理和工作过程上十分相近,下面我们就来逐个为大家解析一下。单涡轮增压技术在这里我们先来说一下在现在市场上所销售的车型中较为常见的单涡轮增压技术。原理涡和哗轮增压,英文名字为Turbo,它的引入是为了让车辆的发动机可以在不改变缸径(排量)的前提下输出更强劲的动力。而它达到这种效果主要是依靠提高发动机进气量,从而提高发动机的功率和扭矩,让车子更有劲。其实在我们车上使用的涡轮增压器就是一个空气压缩器,众所周知汽车发动机是靠燃料在机体内部燃烧,将热能转化为动能的一个过程,也就是说车辆所得到的动能多少取决于燃料在机体内部燃烧时所发出的热量。由于发动机的结构特点,以至于发动机内部得到的燃料量和助于燃料燃烧的氧气量有限,所以要想提高燃料燃烧后所产生的热能的只有通过适时的提高燃烧室中氧气的含量与燃油的含量来达到提高功力的效果,因此涡轮增压技术也就被使用到了汽车发动机上。工作过程了解完涡轮增压技术的原理后,我们下面就来看看一款普通的涡轮增压发动机的工作过程是怎样的。一般车用涡轮增压器由离心式压气机、径流式涡轮机和中间体三部分组成。离心式压气机有进气道、压气机叶轮、无叶式扩压管及压气机蜗壳组成;涡轮机则由蜗壳、喷管、叶轮谨轮和出气道等组成;而涡轮机叶轮、压气机叶轮和密封套则就组成了涡轮增压器的转子。当发动机运行时燃油混合气通过进气歧管进入到气缸内,通过进气-压缩-做功-排气四冲程后通过排气歧管排除到汽缸外,而就在废弃被排出到汽缸外时涡轮增压器就开始发挥作用了。从排气门排出的高速废弃,进入到涡轮机中并带动涡轮机中的叶轮转动,涡轮机叶轮转动的同时也带动压气机叶轮进行转动,随着压气机叶轮的快速转动,它带入了大量的新鲜空气,这些空气被高压打入进气门,也就使得气缸内的氧气含量增加,在燃油含量与氧气含量保持14.7空燃比的情况下提高了发动机内气缸做工所产生的热能,从而在完成在不改变车辆排量的条件下提高车辆动力的任务。双涡流涡轮增压技术明白了涡轮增压器的工作原理和过程后,双涡流涡轮增压技术就好解释的多了,一般汽车上的单涡轮增压器怠速工作转速为1000r/min,但其达到最佳效果的转速基本都处于1500r/min以上,涡轮增压器的转速升高到这个最佳效果转速需要一段时间,也就是大家所常见的单涡轮增压器所产生的滞后现象。这一现象的出现也就引出了双涡流涡轮增压技术的使用,但是在这里我要强调的是,此处所说的双涡流涡轮增压技术和在平时我们更加常见的双涡轮增压技术则是两个完全不同的增压技术。
求一段远场涡流技术的介绍,发展历史及现状。最重要是自己写的,五六百字。
远场涡流无损检测技术的发展历史远场涡流无损检测技术的发展历史远场涡流无损检测技术的发展历史远场涡流无损检测技术的发展历史及特点及特点及特点及特点 远场效应是20世纪40年代发现的。1951年Maclean W.R.获得了此项技术的美国专利。50年代壳牌公司的Schmidt T.R.独立地再发现了远场涡流无损检测技术,在世界上首次研制成功检测井下套管的探头,并用来检测井下套管的腐蚀情况,1961年他将此项技术命名为“远场涡流检测”,以区别于普通涡流检测。壳牌公司开发部向Maclean购买了该专利权,在探头的研制中获得了很大的成功,并用来检测井下套管。20世纪60年代初期,壳牌公司应用远场涡流检测技术来检测管线,检测设备包括信号功率源、信号测量、信号记录和处理,做成管内能通过的形式,像活塞一样,加动力之后即可在管线内运动,取名“智能猪”。此装置于1961年5月9日第一次试用,一次可以检测80公里或更长的管线。壳牌公司在80年代促进了此项技术的商业化。一些制造商立刻认可了此项技术的价值,开始生产远场涡流检测设备。在过去的20多年中,远场涡流检测技术引起了全世界有关研究人员的兴趣,Schmidt T.R.作出了杰出的贡献,Lordo w,Atherton D.L.等对远场涡流现象进行了有限元模型的理论模拟,开发了计算机模拟程序,为远场涡流检测奠定了坚实的理论基础。在80年代后期和90年代初期,远场涡流检测技术得到了很大发展,开发了检测系统,利用内置式探头来检测输气管线、井下套管、地埋管线、热交换器和锅炉,利用外置式探头来检测平板和钢管。现代的检测设备利用计算机来显示和储存数据,还有自动信号分析程序。 从20世纪80年代开始,加拿大路赛尔技术有限公司(RUSSELL NDE SYSTEMS INC 简称路赛尔公司)与加拿大女王大学(Queen’s University,世界应用电磁研究中心)合作,致力于远场涡流技术在管道检测方面的研究,特别是井下套管和地埋油气水输送管线的检测。路赛尔公司1988年研制成功第一代远场涡流检测系统(108型),1992年研制成功第二代检测系统(204型),2000年研制成功第三代检测系统(308型)。目前路赛尔公司生产的远场涡流无损检测系统的技术居世界领先水平。
2000年美国材料试验学会制定了ASTM E2096-00《热交换器管远场涡流检测》标准,此标准由路赛尔公司撰写。美国无损探伤试验学会ASNT于2004年出版的电磁无损检测手册[10],其中第八章远场涡流检测由路赛尔公司和加拿大女王大学撰写。 2000年以来我国电力、石化、化工行业向路赛尔公司购买了数套204型和308型远场涡流检测系统,用于检测锅炉和热交换器,应用效果很好。我国2004年制定了国家电力行业标准DL/T 883-2004《电站在役给水加热器铁磁性钢管远场涡流检验技术导则》。近二年来我国油田开始对路赛尔公司生产的远场涡流井下套管无损检测系统感兴趣。
远场涡流无损检测的原理和优点
三种普通无损检测方法存在的缺陷
对于井下套管和地埋线的无损检测,人们通常尝试使用漏磁、传统涡流和超声检测方法,但这三种方法都存在很大的局限性。
漏磁检测存在的主要问题:·对于内壁和外山胡盯壁缺陷的灵敏度很不一致,如果探头与外壁接触,则外壁缺陷的灵敏度比内壁高;·无法检测均匀腐蚀逗和减薄;对间隙非常敏感,间隙变化会引起检测误差;由于必须采用磁化装置,因此设备比较笨重。
传统涡流存在的主要问题:传统涡流对于铁磁性管子,由于集肤效应的作用,只能检测管道的表面缺陷,不能做到对管壁100%的检测;对间隙很敏感,间隙变化对灵敏度影响很大。
超声检测存在的主要问题:超声检测要求被检测的表面很清洁,需要良好的声耦合,管道检测特别是管道的在役检测很难实现良好的声耦合。
远场涡流无损检测的原理
内置式探头置于被检测钢管内,探头上有一个激励线圈,还有一个(或二个)检测线圈。激励线圈和检测线圈的距离为钢管内径的2-3倍。激励线圈发出的磁力线(能量)穿过管壁向外扩散,在远场区又再次穿过有表面缺陷的管壁向内扩散,被检测线圈接收。检测线圈接收到的信号的幅度和相位都和壁厚有关,利用专用的软件就可测得管壁的厚度。
激励线圈与检测线圈间距的确定
在激励线圈和检测线圈之间做空存在三个区:直接耦合区、过渡区和远场区。外壁的幅度大于内壁的幅度;当间距等于、大于二倍钢管内径后,外壁和内壁的幅度与间距成正比,而且当间距为2-3倍钢管内径时(远场区),外壁和内壁的幅度较大,因此,激励线圈和检测线圈的距离取2-3倍钢管的内径。
波在钢板中的传播
波在钢板中传播的过程中,波幅衰减,相位发生移动。钢板的厚度越大,波幅衰减得越大。
探头附近磁力线的分布
在远场区磁力线的轨迹与管壁平行,因此,在远场区通过管壁的磁力线的总数和壁厚成正比。
远场涡流无损检测的优点
与普通涡流、漏磁和超声波无损检测相比,远场涡流无损检测具有以下优点:被检测的钢管的表面不必清洗;探头与钢管表面不接触,探头外径与钢管内径之间的间隙变化对检测结果的影响很小,允许的最大间隙为钢管内径的30%,最佳间隙小于钢管内径的15%;检测钢管内表面和外表面的腐蚀坑的灵敏度相同;对均匀减薄、渐变减薄和偏磨减薄的检测,都有极高的检测灵敏度;探头的检测速度是否均匀对检测结果无影响;钢管内的气体、液体介质对检测结果无影响;检测设备体积小,重量轻,便于现场灵活应用;检测数据还可存入探头内,实施长距离检测。