脉冲涡流检测的理论
• 另一种穿过保温层测量壁厚的方法是脉冲涡流技术PEC。这一系统通 过一个脉冲磁场在给水加热器外壳产生涡流。每当磁场变化时，按照 楞茨定理在和磁场相反的方向产生涡流。脉冲发生器通过发送线圈将 脉冲磁场送出。涡流产生后就由壳体的外表面向内表面传播。在传播 过程中涡流就产生一个磁场，这个磁场由传感器的接收线圈所接受。 当一条磁力线穿过线圈时就感应生成电压。接受线圈接到这个电压后 就将其送到系统的硬件中进行信号放大。然后系统将测试的涡流到达 的时间和来自校正样品的信号的到达时间进行比较，然后计算壁厚。 保温层厚度或保护网对壁厚的测量影响不大。
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脉冲涡流检测的理论
• 脉冲涡流采用的激励电流是具有一定脉冲宽度的方波。在 激励电流作用下，线圈中会产生一个快速衰减的脉冲磁场 ，变化的磁场在导体中感应出瞬时涡流，瞬时涡流又感应 出一个与脉冲磁场反向的磁场，从而使线圈的等效阻抗发 生变化。
• 一般来讲，电涡流线圈的有效阻抗变化与被测导体的电导 率、几何形状、线圈的几何参数、激励电源频率以及线圈 到被测导体的距离有关。如果改变上述参数中的一个参数 ，而其余参数恒定不变，则阻抗就成为这个变化参数的单 值函数。当只有导体的厚度或激励线圈到被测金属导体间 距离变化时，阻抗的变化就可以反映出被测导体的厚度或 激励线圈到被测金属导体间距离的大小变化。
表面分布，对于表面微小缺陷的检出能力越高，但由于随 着透入深度的增大而高频涡流急剧衰减，因此对于表面下 具有一定深度的近表面缺陷则难以产生有效的响应；相反 ，频率越低，则涡流在被检测对象表面下的透入深度增大 ，可对试件近表面一定深度范围内的缺陷产生响应，但对 于表面缺陷的检测灵敏度随激励信号频率的降低而明显下 降。
以降低检测灵敏度来提高涡流检测深度，或以 减小涡流透入深度来提高检测灵敏度，长期以来一直是常 规涡流检测应用中在二者之间权衡取舍的焦点。
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概述
宽带脉冲信号可按傅立叶级数变换理论分解为无 限多低、中、高频的正弦波之和；
以重复的宽带脉冲（如方波）代替正弦 交变信号进行激励和检测的脉冲涡流响应信号中 包含有被检测对象被检测对象表面、近表面和表 层一定深度范围内的质量信息，较好地解决了常 规涡流所不能兼顾的检测灵敏度和检测深度的矛 盾；
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脉冲涡流检测系统
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脉冲涡流检测的基本原理
检测信号，即瞬态感应电压Vf的大小可根据 法拉第电磁感应定律计算得出： 其中，Vp为理想点线圈的感应电压，其表达式 为：
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脉冲涡流典型时域波形及特征参数
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脉冲涡流时域信号在不同频段的功率谱 曲线
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脉冲涡流检测的理论
• 一个正圆柱形空心线圈放置在金属层上， 使用阶跃电压信号激励线圈，线圈中得到 感应电流，该感应电流减去无金属层时线 圈中的感应电流，得到感应电流的变化值 。通过感应电流变化值分析金属不同厚度 和金属与线圈之间不同距离的变化趋势。 结构框图如图。
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结构框图
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• 按照公式 = ρt2，通过监测一个涡流脉冲在材料壁厚内的衰减（ 是时间，是磁导率，ρ是电导率，t是材料厚度）可以测定给水加热 器外壳的剩余平均壁厚。需作校正试验来求得ρ乘积。PEC软件将特 征信号的传播的回波时间和相应的校正试验的结果进行比较来计算预 计的厚度。
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脉冲涡流检测的理论
按照公式 = ρt2，通过监测一个涡流脉冲在材 料壁厚内的衰减（是时间，是磁导率，ρ是电 导率，t是材料厚度）可以测定给水加热器外壳的 剩余平均壁厚。需作校正试验来求得ρ乘积。 PEC软件将特征信号的传播的回波时间和相应的校 正试验的结果进行比较来计算预计的厚度。
• 脉冲涡流检测方法是近几年发展起来的一种新的无损检测技术，传统 的电涡流采用正弦电流作为激励，而脉冲涡流的激励电流为具有一定 占空比的方波。脉冲涡流相对于传统电涡流其检测参数较多，可同时 测量出距离和厚度。因此，采用脉冲涡流检测技术进行金属厚度检测 的研究具有重要意义。
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概述
涡流检测的有效性和可达性密切依赖于激励信号的频率。 一般地，频率越高，则涡流趋于被检测对象的
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脉冲涡流检测的基本原理
脉冲涡流通常是以一定占空比的方波 作为激励信号施加于初级线圈，当载有方波电信 号的初级线圈接近导电材料或试件时，在导体中 感应产生瞬变的涡流和再生磁场。瞬时涡流的大 小、衰减状况与导体的电磁特性、几何形状及耦 合状况相关，次级线圈（或电磁传感器）接收到 的涡流再生磁场包含有被检测对象导电率、磁导 率及形状尺寸的相关信息，据此可实现脉冲涡流 的检测与评价。
近年来成为国内外涡流检测技术与应用 研究中最受关注的热点领域之一。
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缺陷加速腐蚀(FAC)
• 缺陷加速腐蚀(FAC)破坏机理包括因液体流动而加速的材 料溶解。它主要是一个材料的溶解过程，是因在过程中单 相或双相介质流动造成材料损耗。是一个化学腐蚀过程， 导致了管壁内表面的保护氧化膜和金属表面被蚀掉。
脉冲涡流检测
黑龙江省电力科学研究院 在许多方面都有应用，如，金属板轧制过程中的厚度 检测、金属中缺陷的检测等。目前，射线测厚存在射线源防护问题， 对操作人员身体易造成伤害；接触式测厚虽然测量精度较高，但在被 测金属高速运动情况下，被测金属之间长时间接触会造成传感器的磨 损，影响测量精度，严重时，还会划伤金属表面，降低产品的质量； 超声波测厚在检测薄金属厚度时，检测精度不高。涡流检测方法与上 述几种方法相比具有结构简单、成本低等优点，可以应用到其他检测 方法难以进行检测的特殊场合（ 如高温等）等优势，但其检测受材 料、温度等影响较大，难以保证高精度。
• 随氧化层（磁铁矿）厚度的减少，保护能力降低，使腐蚀 加速。最终磁铁矿的溶解速率及腐蚀速率达到平稳成为稳 定态。壳壁的失效会导致泄漏或瞬间爆破。
• 电厂给水加热器壳的壁厚损失也是由冲刷腐蚀-腐蚀造成 的。这是机械冲刷腐蚀和化学腐蚀的综合现象。此失效机 理的机械冲刷腐蚀部分包括高速液滴或进来的固体颗粒对 内表面撞击。