远场涡流检测的基本原理
仪器网 · 2012-11-23 08:51 · 37143 次点击
远场祸流技术是基于一种特殊物理现象(远场涡流效应)的管道检测技术。从激励频率来看,它属于低频涡流检测技术。图5.55所示,采用内通过式探头,由1个激励线圈和1个测量线圈构成检测线路。激励线圈通以低频交流电,其能量流二次穿过管壁并沿管壁传播。测量线困能测到来自激励线圈穿过管壁后返回管内的磁场,因而能以相同的灵敏度检测管内外壁缺陷及壁厚,不受趋肤深度限制,探头在管内摆动对检测基本没影响。也不受电导率、磁导李等朗影响,其他如末端效应产生的畸变祸流信号等干扰也得到了消除,故检测铁磁性材料管材的效果明显优于普通涡流检测技术。如图5.56所示是检测线圈中感应电势值以及该电势与激励电流之间的相位差随两线圈之刚E离Ded(以管内径di的倍数表示)变化的关系曲线,称为信号-距离特性。特性曲线可分为以下三个区域:
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(1)Ded(2-3)di区域(远场区):幅值与相位均以较小速率下降,且管内外相同,其相位滞后大致正比于穿过的管壁厚。对这个区域的规律,传统的涡流概念已经无法解释,把此种特殊现象称为远场涡流效应。
(3)1.8di<Ded<(2-3)di(过渡区):感应电势下降速率减小,有时甚至出现微弱增加现象,同时相位差发生急剧变化。schm5dtTR在1984年指出,远场涡流现象取决于管中发生的两个主要效应:一是沿管子内部对激励线圈直接锅合磁通的屏蔽效应z2是存在能量两次穿过管壁的非直接精合路径,它源于激励线圈附近区域管壁中感应的周向涡流,此周向祸流迅速扩散到管外壁,同时幅值衰减、相位滞后,而到达管外壁的电磁场又向管外扩散。由于管外场强的衰减较管内直接锅合区衰减速度慢得多,因此管外场又在管外壁感应产生涡流,穿过管壁向管内扩散,并再次产生幅值衰减与相位滞后,这也就是远场区检测线圈所检测到的信号。