2 国内外研究现状

3 脉冲涡流检测的实验原理

3.1 脉冲涡流缺陷检测的基本原理

涡流检测技术的工作原理归纳为：当载有交变电流的激励线圈接近导电试件时，由于线圈在磁场的一定作用，涡流在试件中就会因此被感应出来。试件的导电性能将会影响涡流的大小，相位和流动模式，而检测线圈的中的阻抗变化或原磁场强度的变化则是因为涡流的反作用磁场，通过测量线圈阻抗的变化或者是原磁场强度的变化文献综述，就可以间接推断出被测试件的导电性能和其他方面有无缺陷的情况。涡流磁场的大小与被测试件的本质属性是紧密相关的，当试件中有一定的缺陷，将会让涡流感应磁场的分布有一定变化，最终让差分信号发生变化，变化的信号中就间接包含了被测导体试件中具有的相关特征信息[10,11]。如图所示,为脉冲涡流缺陷检测原理的流程图。

图3.1 脉冲涡流缺陷检测原理流程图 

3.2 涡流效应

依据法拉第电磁感应原理，把块状金属导体放在变化的磁场里，或者让其在磁场中切割磁感线时，导体内会产生一种电流，此电流呈漩涡状，我们称之为涡流，以上现象称为涡流效应。

涡流在金属导体内运动时，因为有金属电阻的存在，必然产生一定的焦耳热。涡流效应在生活中有很多例子利用了涡流效应,例如在工业上用来熔炼金属的高频感应电炉就是利用它的原理。但是，涡流产生的热有时也是非常有害的。比如在电机或者变压器中,如果是以整块铁芯为核心的时候，涡流就会在铁芯中出现由于交变电流的作用,但是此时在介质或者空气中就会消散掉涡流产生的热量，这样的话不仅白白浪费了大量的电能，而且使得设备也很容易被损坏。源.自/751·论\文'网·www.751com.cn/

3.3 趋肤效应

在交流电路里，即使是在均匀导体截面上，其电流密度也不再相等了，在频率上升的同时，截面上的电流也渐渐向导体的表面集中。对于这种现象，称之为趋肤效应。

趋肤深度与涡流检测深度的关系在于，前者可以定性地反映后者。具体规律可以描述为涡流渗透深度随着趋肤深度的增加而增加，相应地探测深度也变大[12]。如果反过来，则和前面的情况不一样。趋肤深度的确定成为了涡流无损检测中一个非常关键的部分，因为它关系到涡流是不是可以渗透到有缺陷的位置，如果趋肤深度不够，那么就将无法实现缺陷检测。激励频率、导体的磁导率和电导率三个因素，对趋肤深度都有一定的影响