1．什么叫渦流（Eddy-current）？

當金屬導體處在變化著的磁場中或在磁場中運動時，由于電磁感應作用而在金屬導體內(nèi)產(chǎn)生的旋渦狀流動電流。

2．什么叫阻抗（R resistance）－能量損耗（Energy lost）？

電流通過導體材料過程中，電荷在導體中移動將克服一定的阻力，即電阻（R）。

導體材料的電阻使部分電能轉(zhuǎn)化為熱，損耗一定的能量。

激勵電流在線圈中流動，或感應電流在被測導體（工件）中流動都要損耗能量，不同試件因?qū)щ娐省⒋艑实扔绊懸蛩馗鳟悾芰繐p耗的大小也不一樣。

3．什么叫電抗（X reactance）－能量存儲（Energy stored）？

當電流通過導體時，導體周圍形成磁場，部分電能轉(zhuǎn)化為磁場中的磁能，在一定條件下磁場的磁能可轉(zhuǎn)變成感應電流。

渦流檢測中，除了自感現(xiàn)象以外，兩個相鄰的線圈間還有互感現(xiàn)象存在。

無論自感電流，抑或互感電流所形成的磁場，總要阻礙原電流增強或減弱，這就是感抗的作用。同理，電容器對電壓變化的阻礙作用稱為容抗，感抗和容抗統(tǒng)稱為電抗。一般地說，磁性材料增強檢測線圈的電抗，非磁性材料削弱檢測線圈的電抗。

4．渦流檢測技術的特點是什么？

渦流檢測是一種應用較廣泛的無損檢測技術，是五大常規(guī)無損檢測方法之一，該檢測法具有如下技術特點：

①檢測速度快，易于實現(xiàn)自動化。由于渦流檢測的基本原理是電磁感應，渦流檢測只適用于能產(chǎn)生渦流的導電材料。渦流檢測線圈激勵后所形成的電磁場實質(zhì)是一種電磁波，具有波動性和粒子性，所以檢測時傳感器不需要接觸工件，也不必在線圈與試件之間填充耦合劑，因此檢測速度快，對管、棒材的探傷每分鐘可檢查幾十米；對絲、線材的探傷每分鐘可達幾百米，甚至上千米，因此，易于實現(xiàn)自動化檢測。

②表面、亞表面缺陷檢出靈敏度高。由于感生渦流滲入被檢試件的深度與試驗頻率的平方根成反比，這個深度不大，因此，渦流檢測通常被認為是一種檢測表面或近表面質(zhì)量的無損檢測技術。常用試驗頻率的范圍為幾赫茲至幾兆赫茲（特殊的可高達上百兆）。

③能在高溫狀態(tài)下進行檢測。由于高溫下的導電試件仍然具有導電性質(zhì)，渦流檢測不受材料溫度的影響，因此，可在該狀態(tài)下對導電體進行檢測，如熱絲、熱線、熱管、熱板。尤其重要的是當加熱到居里點以上，鋼材消除了磁導率的影響，可以象非磁性金屬那樣，用渦流法進行探傷、材質(zhì)試驗以及進行板厚、管壁厚或復蓋膜層厚度的測量。

④多用途的檢測技術。對試件中渦流產(chǎn)生的影響因素主要有：金屬物體的電導率和磁導率、試件的尺寸和形狀、線圈和試件間隙的大小、試件內(nèi)部的缺陷等。因此，渦流可以應用于多個不同的領域，除探傷外，還能測量工件的電導率、磁導率、晶粒尺寸、熱處理狀態(tài)和工件幾何尺寸，涂層（或鍍層）厚度。它適用于鐵磁性、非鐵磁性金屬或金屬工件的各種物理的、組織的冶金狀態(tài)檢測。

⑤抑制多種干擾因素。渦流檢測能對試件性能的多種參數(shù)作出反應，因此，是一種多用途的檢測方法。同時，由于檢測中對多種參數(shù)的敏感反應，工件的無關參數(shù)將形成多種干擾信號，嚴重的干擾信號可影響對有效信號的辨認，給檢測結果的判斷帶來困擾。這就要求在檢測時，應采用各種有效措施來消除干擾因素的影響，確保檢測的可靠進行。

⑥檢驗結果可以實時顯示和通過磁帶機、光盤和軟硬磁盤記錄長期保存，且可在必要時回放重現(xiàn)，并進行分析。

5.簡述渦流檢測儀器的基本結構（即產(chǎn)生渦流的基本條件）。

根據(jù)電磁感應的互感原理，只有兩個導體之間才能產(chǎn)生互感效應。故產(chǎn)生渦流的基本條件是：能產(chǎn)生交變激勵電流及測量其變化的裝置，檢測線圈（探頭）和被檢工件（導體）。

通常受檢工件包括金屬管、棒、線材，成品或半成品的金屬零部件等。

6．簡述渦流檢測原理――電阻抗的測量。

渦流檢測就是通過測量渦流傳感器的電阻抗（Z impedance）變化值實現(xiàn)的，電阻抗包括阻抗（R resistance）和電抗（Xreactance）。

7．什么是阻抗平面圖？

以阻抗R為橫坐標，電抗X為縱坐標形成直角坐標系，通過渦流儀器測定檢測線圈的電阻抗變化量，可在上述坐標系標記一個點P。

P點是一矢量點，具有一定的幅度（amplitude）和相位（phase），電阻抗變化在阻抗平面圖上的表現(xiàn)：由于各種因素造成渦流信號分量——阻抗R或電抗X值的變化，阻抗平面圖上的渦流檢測信號矢量點p將隨之發(fā)生位移，P點位移后渦流信號的幅（Z amplitude/distance）和相位（θ,phase/direction）也隨之發(fā)生改變。P點變動的軌跡圖即阻抗平面圖。

8．影響渦流信號矢量點P移動的因素有哪些？

由于各種因素的作用，如試樣的電導率、磁導率、外形尺寸等等，將引起渦流矢量點P在阻抗平面圖上位移，P點的移動形成各種各樣的軌跡，稱為阻抗平面圖。

通過分析渦流儀檢出阻抗平面圖，可以判斷試樣的一些特性。

9．什么是電導率（σ）？用于描述電流通過導體難易程度的量值，同一導體的電導率與其電阻成反比。當被測物體（簡稱試件）的電導率σ變化時，渦流的流動將出現(xiàn)相應的改變，阻抗圖上渦流信號矢量點P也將移動。

10．如何測定試件的電導率？

因為電導率σ的變化會引起渦流Ie發(fā)生變化，所有可以運用Ie與σ之間的內(nèi)在聯(lián)系，根據(jù)不同的Ie值來推測σ的值，也就是說我們可以運用渦流技術來測量不同金屬材料的電導率。

只要我們能將不同電導率的金屬材料產(chǎn)生的渦流值做一個對應曲線（或稱為標定曲線），便可很容易地測出任何一種未知金屬材料的導電率σ。這就是渦流技術運用于電導率測量的原理。

11．影響電導率的因素有哪些？

①雜質(zhì)含量：雜質(zhì)影響材料中原子的排列，引起電阻率增大。②溫度：在一定范圍內(nèi)，材料的電阻隨溫度的變化而變化。③冷熱加工：材料的冷熱加工，可能產(chǎn)生內(nèi)應力而使材料的阻抗改變。④合金成分：對于固溶合金，電阻率隨著合金成分的增加而增加。⑤應力：在彈性范圍內(nèi)，單向拉伸或扭轉(zhuǎn)會提高導體的電阻率。

12.簡述渦流檢測試件形變、厚度的原理？

同樣電導率的試件，由于幾何形狀的變化，如厚薄不一，出現(xiàn)凹坑，或者檢測線圈位于試件的邊緣處等，原來渦流場將受到影響而發(fā)生畸變，這樣便產(chǎn)生渦流信號矢量點的變化。

根據(jù)幾何形狀不同會引起渦流信號變化的原理，可將渦流儀應用于測厚等，在蒸發(fā)器傳熱管道渦流檢查中發(fā)明了“蒸發(fā)器脹管區(qū)輪廓曲線軟件"（Profilometaruy Software）。

13．什么叫邊緣（端頭、端尾）效應？

當檢測線圈移動到板狀試件的邊緣、凹坑、或減薄處時，渦流場便發(fā)生畸變，這種現(xiàn)象在渦流檢測技術中稱之為“邊緣效應"。若被測物體是棒狀、絲狀或線狀以及管狀，這種現(xiàn)象便稱之為“端頭效應"或“端尾效應"。

渦流的畸變可反映于阻抗平面圖中，下圖為電導率相同而厚度不同的試樣經(jīng)渦流檢測顯示的阻抗平面圖。

14.簡述“提離效應"和運用渦流測量金屬表面的非金屬涂層（如油漆厚度）厚度的原理。

當檢測線圈與被測試件之間的相對位置發(fā)生變化時，檢測線圈在試件上產(chǎn)生的渦流密度就會改變。檢測線圈與試樣的相對距離逐步增加，渦流密度逐漸減小，渦流信號矢量點P可在阻抗平面圖中出現(xiàn)移動，形成變化的軌跡。

這種現(xiàn)象稱之為“提離效應"（lift offeffective）。

運用該原理可測量金屬表面的非金屬涂層（如油漆厚度）的厚度，或低電導率試樣上高電導率覆蓋層的厚度。當檢測線圈遠離（假設無窮遠）試樣時，試樣中便沒有渦流形成。

探頭從中等電導率的試樣提離（lift-off），在試樣與探頭間形成不同間隙（probe Spacing）時，阻抗平面圖隨之出現(xiàn)相應的變化；以上情況可看作在檢測具有中等電導率試件時，試件上覆蓋著不同厚度的低導電層（或非導電層）物質(zhì)。

15．什么是磁導率（μ）、實際磁導率、相對磁導率？

不同物質(zhì)在相同磁場H中的磁感應強度B值是不一樣的。為了反映這種變化，引入磁導率的概念。

磁導率又叫磁導系數(shù)，它表示了材料磁化的難易程度，用符號μ表示。磁導率是物質(zhì)磁化時磁感應強度的比值，反映了物質(zhì)被磁化的能力。μ＝B/H

假如試樣的電導率σ不變，而其磁導率μ發(fā)生變化，磁導率的改變同樣影響試樣中渦流的流動狀況，使阻抗平面圖中渦流信號矢量點P發(fā)生移動。

磁導率μ通常可分為實際磁導率（μ）、相對磁導率（μr通常為一個常數(shù)）和真空磁導率（μ0）。

三者的關系為：μ=μ0μr。

16.鐵磁性材料渦流探傷時，為什么必須應用磁飽和技術？

鐵磁性材料檢測時，其磁導率隨著激勵電流形成的外加交變磁場H的變化而變化，使阻抗平面圖上渦流信號矢量點P變化不定，嚴重干擾渦流儀對鐵磁性材料的探傷等。

所以對鐵磁性材料的渦流探傷一般都要應用磁飽和技術，即增設一個磁飽和線圈。

17．簡述磁飽和技術原理。

下圖所示的曲線，表示試件在外加磁場H作用下其磁感應強度B逐漸增大，二者之間的關系是：

起初試樣的磁感應強度B隨外加磁場H的逐漸加大而急劇增大（如右圖曲線oa段）；

但當外加磁場H繼續(xù)增大時，試樣的磁感應強度B值雖繼續(xù)增大，但速率已大大減小（如右圖曲線ab段）；

當磁場強度H增大到一定值（如右圖曲線b點）以后，試樣的磁感應強度B值幾乎不再增大。

說明磁感應強度已達到一個相對的極限值，或者說試件被磁化到了一個極限值（即“磁飽和"）。

下圖表示試件的相對磁導率μr隨外加磁場強度H的增加而變化的情況。

假設試樣原來相對磁導率μr位于L點，當外加磁場H作用于試件，且H的磁場強度逐漸增大；起初相對磁導率μr的值隨H的增大急劇增大（如右圖曲線Lm段）。

當H繼續(xù)增大時，相對磁導率μr反而減小（如右圖曲線mn段），最后達到一個相對的極限值n，實驗表明n值約為1。

綜上所述，渦流檢測鐵磁性試樣時，在試件上施加一個足夠大的磁場（磁飽和的使用），可以將試件原來變化的磁導率控制在一個相對穩(wěn)定的值中（即1）。

非鐵磁性材料的μr值為1。

18．影響響磁導率的因素有哪些？

①化學成分和熱處理狀態(tài)：材料的純度越高，磁導率越大，矯頑力就越小；金屬晶粒界線位錯越少或應力越小也使磁導率越高，矯頑力就越小。熱處理對金屬磁性也有明顯影響。

②冷加工：冷加工會使金屬的晶粒點陣結構發(fā)生變化，磁導率也隨之發(fā)生改變。

③溫度：磁性材料的磁性是隨著溫度而改變。

19．什么叫材料的不連續(xù)性、缺陷？

“不連續(xù)性"是指材料在機械、金屬等物理特性方面缺乏均一性，它們可以用無損檢測方法測出來。缺陷是不連續(xù)性的一部分，但不連續(xù)性不一定是缺陷。

通常把能夠引起或可能引起材料在固性方面的中斷或不連續(xù)性稱為缺陷，它將降低材料的強度和工作特性。

另外，缺陷還可分為兩類：一類是超標缺陷，國外用(Defects)表示，是由累計的影響（例如裂紋總長等）而使材料或產(chǎn)品不能滿足驗收標準或技術要求的一種不連續(xù)性，即不合格性。

一類是對材料或產(chǎn)品的堅固性有不良影響但尚可容許的不連續(xù)性，稱為容許缺陷，用(Flaw)表示。

材料的不連續(xù)性，如裂紋，凸或凹、劃傷、磨損等，會影響渦流的流動，使阻抗平面圖中渦流信號矢量點P發(fā)生移動。

20．如何確定渦流的標準滲透深度（δ）？

當渦流探頭接觸試件（導電材料）時，試件內(nèi)便形成渦流，渦流在試件內(nèi)的分布是不均勻的。渦流的分布隨著深度的增加按指數(shù)函數(shù)方式而衰減，即距離探頭線圈越大，渦流的密度越小。

假設渦流在試件表面的密度為1，隨著深度的增加，試件中的渦流密度逐漸衰減。當衰減到0.37時，正好為一個滲透深度（即1個δ），或稱之為一個標準滲透深度。換句話說，所謂標準滲透深度指的是渦流密度由表面上的100％衰減到37％時的深度。

同一材料檢測頻率不同時，滲透深度與頻率的平方根成反比，即低頻的滲透深度大于高頻。同一檢測頻率對不同材料檢測時，滲透深度不同。

21．什么叫渦流的趨膚效應（或集膚效應）？

渦流主要集中在被檢試樣的表面、亞表面，在一個滲透深度處渦流密度僅為表面的37％，且當檢測頻率f越大，試樣的電導率和磁導率越大，渦流的滲透深度越小。

這種現(xiàn)象稱為趨膚效應（或集膚效應）。

因此，普通渦流儀對受檢試件表面、近表面缺陷的靈敏度較高，試樣深處缺陷的檢測靈敏度較低，為了檢測試件深處的缺陷，檢測儀器必須選擇較低的頻率，但檢測頻率太低會降低儀器的靈敏度，增加誤差。

22．什么叫相位滯后？

渦流檢測時，試件不同深處的缺陷將引起渦流信號矢量點P的相位角變化，即渦流信號相位角自試樣表面向深處按滲透深度成線性滯后。

其滯后角度的大小由下式計算：

由于渦流的以上特性，因此，試件中同樣的缺陷，深處缺陷的渦流信號與表面缺陷的渦流信號相比較，前者幅度較小且相位角較大，檢測時必須注意分析鑒別。

23．什么叫填充系數(shù)？

填充系數(shù)指的檢測線圈（探頭）與試樣之間的耦合度（間隙）。

填充系數(shù)越大，探頭與試樣吻合越好，電磁感應（或互感）的效率越高，檢測靈敏度越高。

若填充系數(shù)太小，由于探頭尺寸與試件間隙太大，或因傳動裝置不良，機械傳動引起的偏心太大，或操作不當，可引起提離效應增大，出現(xiàn)干擾信號。

管道檢測時，如果填充系數(shù)太大，可影響探頭運動，同時容易損壞探頭。一般要求填充系數(shù)η＞0.75，同時要求盡可能保證探頭與試件之間的相對運動維持穩(wěn)定。

24．什么叫信噪比（S/N）？

幾何分辨率如何？檢測信號幅度（S）與噪聲信號（干擾信號）幅度（N）的比值稱為信噪比。

一般要求渦流儀器的信噪比大于或等于3，即S/N≥3：1。

信噪比反映渦流檢測系統(tǒng)的靈敏度，是渦流儀性能好壞的重要指標之一。

信噪比太小，靈敏度低，不易識另與判定傷信號，導致漏檢。

分辨力（或分辨率）指的是渦流系統(tǒng)能區(qū)分開兩個相鄰缺陷的能力。所能區(qū)分的這兩個相鄰缺陷的距離越小，分辨率越高，反之，分辨率就低。

25．簡述渦流傳感器的分類。

渦流傳感器的類型多種多樣，分類方法也不少，常見的分類方法有以下幾種：

①按激勵源的波形和數(shù)量的不同進行分類，有正弦波、脈沖波和方波等。

②按檢測線圈輸出信號的不同分類，有參量式和變壓器式兩類。參量式線圈輸出的信號是線圈阻抗的變化，一般它既是產(chǎn)生激勵磁場的線圈，又是拾取工件渦流信號的線圈，所以又叫自感式線圈。變壓器式線圈，輸出的是線圈上的感應電壓信號，一般由兩組線圈構成，一個專用于產(chǎn)生交變磁場的激勵線圈（或稱初級線圈），另一個用于拾取渦流信號的線圈（或稱次級線圈），又叫互感式線圈。

③檢測線圈和工件的相對位置分類，有外穿過式線圈、內(nèi)通過式線圈和放置式線圈三類。

④按線圈的繞制方式分類，有絕對式、標準比較式和自比較式三種。

⑤按傳感器線圈繞組磁通方向的不同分類，一般把平行于工件軸線的磁通方向稱為“軸向"，而垂直于軸線的磁通方向稱為“法向"。

26．什么叫外穿過式線圈（探頭）？

因檢測線圈位于工件的外部而得名，這種線圈是將工件插入并通過線圈內(nèi)部進行檢測。它能檢測管材、棒材、線材等，是可以從線圈內(nèi)部通過的導電試件。

由于采用穿過式線圈，容易實現(xiàn)渦流探傷的批量、高速檢驗，且易實現(xiàn)自動化檢測。因此，廣泛地應用于小直徑的管材、棒材、線材試件的表面質(zhì)量檢測。

27．什么叫內(nèi)通過式線圈（探頭）？

內(nèi)通過式線圈，在對管件進行檢驗中，有時必須把探頭放入管子的內(nèi)部，這種插入試件內(nèi)部進行檢測的探頭稱為內(nèi)通過式探頭，也叫內(nèi)部穿過式線圈，它適用于冷凝器管道（如鈦管、銅管等）的在役檢測。

28．什么叫放置式線圈（探頭）？

放置式線圈又稱點式線圈或探頭。在探傷時，把線圈放置于被檢測工件表面進行檢驗。

這種線圈體積小，線圈內(nèi)部一般帶有磁芯，因而具有磁場聚焦的性質(zhì)，靈敏度高。

它適用于各種板材、帶材和大直徑管材、棒材的表面檢測，還能對形狀復雜的工件某一區(qū)域作局部檢測。

29．什么叫絕對式線圈（探頭）？

直接測量線圈阻抗的變化，在檢測時可用標準試件放入線圈，調(diào)整儀器，使信號輸出為零，再將被試工件放入線圈，這時，若仍無輸出，表示試件和標準試件的有關參數(shù)相同。

若有輸出，則依據(jù)檢測目的不同，分別判斷引起線圈阻抗變化的原因是裂紋還是其他因素。

這種工作方式可用于材質(zhì)的分選和測厚，又可進行探傷。

30．什么叫標準比較式線圈（探頭）？

典型的差動式渦流檢測，采用二個檢測線圈反向聯(lián)接成為差動形式。

一個線圈中放置標準試件（與被測試件具有相同材質(zhì)、形狀、尺寸且質(zhì)量完好），而另一個線圈中放置被檢試件。

由于這兩個線圈接成差動形式，當被檢試件質(zhì)量不同于標準試件（如存在裂紋等）時，檢測線圈就有信號輸出，因而實現(xiàn)對試件的檢測目的。

31．什么叫自比較式線圈（探頭）？

自比較式是標準比較式的特例。采用同一檢測試件的不同部分作為比較標準,故稱為自比較式。

兩個相鄰安置的線圈，同時對同一試件相鄰部位進行檢測時，該檢測部位的物理性能及幾何參數(shù)變化通常是比較小的，對線圈阻抗影響也比較微弱。

如果將兩個線圈差動聯(lián)接，這種微小變化的影響便幾乎被抵消掉，如果試件存在缺陷，當線圈經(jīng)過缺陷（裂紋）時將輸出相應急劇變化的信號，且第一個線圈或第二個線圈分別經(jīng)過同一缺陷時所形成的渦流信號方向相反。

32．如何選擇渦流探頭？

根據(jù)被檢對象的幾何形狀選擇。如測面材時選擇點探頭；管、棒、絲材的在線探傷常選擇外穿過式探頭或平面組合探頭；電力、石化等在役管道的檢測常選擇內(nèi)通過式探頭。

根據(jù)檢測目的選擇。如測量電導率可選用絕對式或差分式點探頭。根據(jù)特定的測試對象及其檢測部位選擇特制專用探頭。如檢測蒸發(fā)器傳熱管的一般彎管則使用填充系數(shù)較大，而且使用壽命較長的串珠狀易彎探頭。

33．什么叫單頻渦流技術？

早期的渦流探傷儀通常僅能對檢測線圈施加一個頻率的激勵脈沖，通過阻抗分析法（或稱相位分析法）對檢測信號進行分析，這種采用單頻率的相位分析法，最多只能鑒別受檢工件中的兩個參數(shù)（即只能抑制一個干擾因素的影響）。

單頻渦流檢測可用于對管、棒、線材等金屬產(chǎn)品的探傷。

34．什么叫多頻渦流技術？

由于單頻渦流技術的局限性，對許多復雜重要構件的檢測，如熱交換器管道的在役檢測，鄰近的支撐板、管板等結構部件會產(chǎn)生很強的干擾信號，用單頻渦流很難準確地檢出管子的缺陷；又如對汽輪機葉片、大軸中心孔和航空發(fā)動機葉片的表面裂紋、螺孔內(nèi)裂紋、飛機的起落架、輪轂和鋁蒙皮下缺陷的檢測，具有多種干擾因素待排除，為了使渦流儀器能在試驗中同時鑒別更多的參數(shù)，就需要增加鑒別信號的元器件，以便獲得更多的試驗變量，才能做到有效地抑制多種干擾因素影響，達到去偽存真的目的，提高檢測的靈敏性、可靠性和準確性，對受檢工件作出正確評價。

1970年美國科學家Libby首先提出多頻渦流檢測技術，該方法采用幾個頻率同時激勵檢測線圈，通過傳感器可同時采集到檢測中的多組信號，對這些信號進行混頻處理可有效地抑制多個干擾因素，一次性提取多個所需的信號（如缺陷信息、壁厚情況等）。

70年代后期，國外已成功地應用這項技術進行核電站蒸汽發(fā)生器管道的役前和在役檢測。

80年代初，愛德森公司成功地研制出新一代EEC-39智能全數(shù)字四頻渦流檢測儀，并成功地用于大亞灣核電站冷凝器管道的在役檢測。

35．什么叫遠場渦流技術？

遠場渦流（RFEC. Remote Field Eddy Current）檢測技術是一種能穿透金屬管壁的低頻渦流檢測技術。

它的探頭通常為內(nèi)通過式探頭，由一個激勵線圈和一個設置在與激勵線圈相距約二倍管內(nèi)徑處的較小的測量線圈構成，激勵線圈通以低頻交流電，測量線圈能測到來自激勵線圈的穿過管壁后返回管內(nèi)的磁場信號，從而有效地檢測金屬管子的內(nèi)壁缺陷和壁厚減薄程度。