应用系统开发（8）涡流电磁检测技术的原理与实现

• 涡流

涡流（Eddy Current）是导体中因变化的磁场而产生的闭合感应电流。根据法拉第电磁感应定律，当导体暴露在变化的磁场中时，导体内部会产生感应电动势，驱使电子形成涡旋状的电流环路。这种电流被称为涡流。涡流本质上是一个局部的感应电流，可以产生自己的磁场，与外部磁场相互作用。

• 涡流电磁检测技术的基本原理

涡流检测是一种无损检测（NDT）技术，主要利用导体中涡流与外部激励磁场的相互作用来探测材料的性质、缺陷或变化。其原理可概述如下：

1. 电磁感应：

   • 涡流检测系统使用一个线圈（探头），通过线圈通以交流电产生交变磁场。
   • 当探头靠近金属导体时，交变磁场穿过导体，感应出涡流。

2. 涡流特性：

   • 涡流在导体表面和近表层产生，深度取决于材料的电导率、磁导率和激励信号的频率（感应深度 δ：涡流的强度在深度方向呈指数衰减）。

3. 信号变化：

   • 涡流会产生二次磁场，与原始磁场叠加。
   • 缺陷或材料性质的变化会影响涡流的分布和强度，从而改变探头中的感应信号（如阻抗的幅值和相位）。

4. 信号分析：

   • 测量线圈阻抗的变化或磁场分布的变化，提取与材料导电性、磁性或几何变化相关的信息。
   • 使用幅值、相位等参数识别缺陷的类型、大小和