单频单通道涡流探伤仪主要性能指标的测试探索课件

单频单通道涡流探伤仪单频单通道涡流探伤仪主要性能指标的测试探索主要性能指标的测试探索 单频单通道涡流探伤仪主要性能指标的测试探索 1目地和意义目地和意义涡流检测是利用涡流检测是利用电磁感应原理电磁感应原理的一种无损检测的一种无损检测方法，它适用于导电材料的检测。方法，它适用于导电材料的检测。涡流探伤时检测线圈不需与被测物直接接触，涡流探伤时检测线圈不需与被测物直接接触，可进行高速检测，易于实现自动化，是五大常可进行高速检测，易于实现自动化，是五大常规无损检测方法之一，应用非常广泛。规无损检测方法之一，应用非常广泛。涡流探伤仪涡流探伤仪性能的优劣对检测结果影响很大。性能的优劣对检测结果影响很大。目前市场上各种型号的涡流探伤仪在性能上存目前市场上各种型号的涡流探伤仪在性能上存在较大差异。由于仪器性能上的差异，往往造在较大差异。由于仪器性能上的差异，往往造成对同一检测对象有不同的检测结果，由此产成对同一检测对象有不同的检测结果，由此产生很多质量异议或者纠纷。生很多质量异议或者纠纷。目地和意义涡流检测是利用电磁感应原理的一种无损检测方法，它适2探索涡流探伤仪性能指标的测试方法，以简单探索涡流探伤仪性能指标的测试方法，以简单实用的方法着重其检测能力的辩认是一件有意实用的方法着重其检测能力的辩认是一件有意义的工作。义的工作。值中国分析测试协会技术与标准委值中国分析测试协会技术与标准委员会举行分析测试仪器与技术评议工作之际，员会举行分析测试仪器与技术评议工作之际，无损检测专业组对目前管材探伤应用最为广泛无损检测专业组对目前管材探伤应用最为广泛的的单频单通道涡流探伤仪单频单通道涡流探伤仪进行了尝试性的测试，进行了尝试性的测试，旨在为今后仪器的研发、制造和应用提供一种旨在为今后仪器的研发、制造和应用提供一种的科学、简便、操作性强的评价涡流探伤仪检的科学、简便、操作性强的评价涡流探伤仪检测能力的测试方法。测能力的测试方法。目地和意义目地和意义探索涡流探伤仪性能指标的测试方法，以简单实用的方法着重其检测3测试对象测试对象 由于多种原因，未能汇集到多款涡流探由于多种原因，未能汇集到多款涡流探伤仪，仅对北京纳克分析仪器有限公司生产的伤仪，仅对北京纳克分析仪器有限公司生产的钢研钢研-7-7型型涡流探伤仪进行测试。此次测试旨在涡流探伤仪进行测试。此次测试旨在摸索积累测试数据，为将来进一步完善测试方摸索积累测试数据，为将来进一步完善测试方法提供依据。法提供依据。测试对象4测试依据与测试项目测试依据与测试项目测试依据：测试依据：参照参照GB/T14480-1993GB/T14480-1993涡流探伤系统性能测试方法涡流探伤系统性能测试方法。该该标准没有规定各测试项目应达到的最低指标要求，只需给出实标准没有规定各测试项目应达到的最低指标要求，只需给出实际测试值。际测试值。测试项目：测试项目：检测能力检测能力 分辨力分辨力 连续工作稳定性连续工作稳定性 增益线性度增益线性度 相位准确度相位准确度 频率误差频率误差测试依据与测试项目测试依据：5测试设备与器材测试设备与器材数字式记忆示波器数字式记忆示波器频率计（可用数字式记忆示波器替代）频率计（可用数字式记忆示波器替代）相位计相位计试样：试样：两种测试用试样两种测试用试样S1S1和和S2S2均为铜管，均为铜管，其上制作透壁钻孔（通孔）作为人工缺陷。其上制作透壁钻孔（通孔）作为人工缺陷。试样的规格及加工尺寸见后。试样的规格及加工尺寸见后。测试设备与器材数字式记忆示波器6S1S1试样加工示意图试样加工示意图S1试样加工示意图7S2S2试样加工示意图试样加工示意图S2试样加工示意图8测试方法与测试结果测试方法与测试结果 本测试适用于本测试适用于穿过式差动线穿过式差动线圈圈的的单频单通道涡流探伤仪单频单通道涡流探伤仪。仪器各项性能的测试方法仪器各项性能的测试方法和测试结果如下和测试结果如下测试方法与测试结果 本测试适用于穿过式差动线圈的单频单通道涡9 测试方法：测试方法：使使用用S1S1试试样样，选选择择开开口口直直径径为为24mm24mm的的穿穿过过式式差差动动线线圈圈进进行行测测试试。将将S1S1试试样样同同心心地地穿穿过过检检测测线线圈圈，人人工工缺缺陷陷由由小小至至大大依依次次通通过过检检测测线线圈圈。调调节节增增益益，记记录录各各人人工工缺缺陷陷刚刚刚刚报报警警时时的的增增益益值值G1G1。再再将将S1S1试试样样同同心心地地穿穿过过检检测测线线圈圈，调调节节增增益益至至噪噪声声刚刚刚刚报报警警，读读取取此此时时的的增增益益值值G2G2。仪仪器器的的检检测测能能力力（亦亦称称信信噪噪比比）以以最最小小人人工工缺缺陷陷（1 1通通孔）的测试值计算：孔）的测试值计算：S/NS/N（S1-S1-1 1）=|G2=|G2G1|G1|若此值小于若此值小于10dB10dB，则以，则以2 2通孔的测试值计算通孔的测试值计算 S/NS/N（S1-S1-2 2）=|G2=|G2G1|G1|依此类推。依此类推。测试结果：测试结果：S/NS/N（S1-0.6S1-0.6）11dB11dB 检测能力检测能力 测试方法：检测能力10测试方法：测试方法：使使用用S2S2试试样样，选选择择24mm24mm穿穿过过式式线线圈圈进进行行测测试试。将将S2S2试试样样同同心心地地穿穿过过检检测测线线圈圈，调调节节增增益益，使使试试样样上的单个通孔上的单个通孔9-19-1刚刚报警。刚刚报警。将将仪仪器器增增益益提提高高3dB3dB，再再将将试试件件同同心心地地穿穿过过检检测测线线圈圈。观观察察哪哪些些成成对对通通孔孔的的信信号号能能够够听听到到两两声声报报警警,选选择其中最小的两个通孔中心距离表示分辨力。择其中最小的两个通孔中心距离表示分辨力。测试结果：测试结果：分辨力为分辨力为20mm20mm。分辨力分辨力测试方法：分辨力11测试方法：测试方法：将将数数字字式式示示波波器器连连接接至至涡涡流流仪仪的的外外接接记记录录接接口口。使使用用S2S2试试样样,选选择择24mm24mm穿穿过过式式线线圈圈进进行行测测试试。在在分分辨辨力力测测试试的的基基础础上上，以以单单个个通通孔孔9-19-1的的信信号号设设定定灵灵敏敏度度，之之后后不不再再调调节节仪仪器器。用用示示波波器器测测试试单单孔孔信信号号的的电电压压幅幅度度值值。每每隔隔1h1h测测试试一一次次，直直至至8h8h为为止止。将将测测试试结结果果记记作作V Vi i （i=1i=1、2 2、9 9）。由下式表示）。由下式表示稳定度稳定度F FF F=1 1(V VmaxmaxV Vmin)/min)/V V1 1100%100%测试结果：测试结果：稳定度稳定度F F=99.3%=99.3%。连续工作稳定性连续工作稳定性测试方法：连续工作稳定性12测试方法：测试方法：将将数数字字式式示示波波器器连连接接至至涡涡流流仪仪的的外外接接记记录录接接口口。使使用用S2S2试试样样,选选择择24mm24mm穿穿过过式式线线圈圈进进行行测测试试。将将试试件件同同心心地地穿穿过过检检测测线线圈圈，用用示示波波器器测测量量单单孔孔9-19-1信信号号的的电电压压幅幅度度值值。开开始始时时，将将仪仪器器的的增增益益调调至至最最大大值值，测测量量的的电电压压值值记记为为V V0 0，然然后后，以以4dB4dB步步长长减减小小增增益益，记记录录电电压压值值记记V Vi i。每每档档均均测测试试三三次次，取取平平均均值值。仪仪器器增增益各档误差益各档误差A Ai i为：为：（i i0,1,2,30,1,2,3）式式中中 为为实实测测信信号号相相对对幅幅度度，为为理理论论值值。取取实实测测值值与与理理论论值值的的最最大大正正偏偏差差的的绝绝对对值值和和最最大大负负偏偏差差的的绝绝对对值值之之和和，记为仪器增益线性度的偏差。记为仪器增益线性度的偏差。测试结果：测试结果：增益线性度偏差为增益线性度偏差为0.5%0.5%。增益线性度增益线性度测试方法：增益线性度13 测试方法：测试方法：将将相相位位计计连连接接至至涡涡流流仪仪的的外外接接记记录录接接口口。使使用用S2S2试试样样,选选择择24mm24mm穿穿过过式式线线圈圈进进行行测测试试。将将试试件件同同心心地地穿穿过过检检测线圈。测线圈。调调 节节 仪仪 器器 相相 位位 分分 别别 为为 00、9090、180180、270270、360360。用用相相位位计计测测量量各各相相位位对对应应的的单单孔孔9-19-1信信号号的的角角度值，分别记作度值，分别记作0 0、1 1、2 2、3 3、4 4。以以相相邻邻测测量量值值之之差差作作为为相相位位值值。测测试试最最劣劣值值与与标标称称值值之差为相位偏差值。之差为相位偏差值。测试结果：测试结果：相位偏差为相位偏差为0.40.4。相位准确度相位准确度 测试方法：相位准确度14测试方法：测试方法：将将频频率率计计接接至至涡涡流流仪仪探探头头接接口口的的激激励励插插针针上上。调调节节仪仪器器频频率率挡挡位位，分分别别置置表表3 3所所示示各各挡挡位位。由由频频率率计计读读出出各各挡挡位位的的输输出出信信号号的的频频率率，记记作作f f。由由下下式式计计算算频频率率误误差差f fe e f fe e（|f ff fo o|f fo o ）100100 f fo-o-为标称频率。为标称频率。测试结果：测试结果：测试仪器工作频率范围的测试仪器工作频率范围的7 7种频率，频率误差最大为种频率，频率误差最大为0.30.3。频率误差频率误差测试方法：频率误差15衡衡量量涡涡流流探探伤伤仪仪检检测测能能力力的的重重要要指指标标是是信信噪噪比比。该该仪仪器器对于最小通孔对于最小通孔0.60.6的信噪比为的信噪比为11dB11dB。分分辨辨力力代代表表仪仪器器对对于于相相距距较较近近的的缺缺陷陷的的区区分分能能力力。该该仪仪器的分辨力为器的分辨力为20mm20mm。连连续续工工作作稳稳定定性性是是衡衡量量仪仪器器在在长长时时间间工工作作时时仪仪器器各各参参数数是是否否存存在在漂漂移移，这这种种漂漂移移的的程程度度影影响响着着仪仪器器的的检检测测可可靠靠性。经过性。经过8 8小时的监测，该仪器的稳定度达到小时的监测，该仪器的稳定度达到99.5%99.5%。结结 论论衡量涡流探伤仪检测能力的重要指标是信噪比。该仪器对于最小通孔16增增益益线线性性度度是是衡衡量量仪仪器器的的增增益益（或或衰衰减减器器）各各挡挡位位是是否否真真实实的的一一项项重重要要指指标标。涡涡流流探探伤伤属属于于当当量量比比较较法法，缺缺陷陷的的当当量量大大小小是是依依靠靠仪仪器器增增益益（或或衰衰减减器器）的的数数值值来来标标定定的的，仪仪器器线线性性的的好好与与坏坏，直直接接影影响响对对于于缺缺陷陷的的准准确确判判定定。该该仪仪器器的线性度偏差仅为的线性度偏差仅为0.5%0.5%涡涡流流探探伤伤仪仪中中最最重重要要的的信信号号处处理理方方法法之之一一是是相相位位分分析析，而而相相位位的的准准确确度度影影响响着着对对缺缺陷陷的的准准确确判定。该仪器实际相位偏差仅为判定。该仪器实际相位偏差仅为0.40.4结结 论论增益线性度是衡量仪器的增益（或衰减器）各挡位是否真实的一项重17 激励频率激励频率是涡流探伤调试校准中首先需要确是涡流探伤调试校准中首先需要确定的参数。涡流探伤仪的激励频率误差较大定的参数。涡流探伤仪的激励频率误差较大时，会影响最佳检测参数的选择和设定，以时，会影响最佳检测参数的选择和设定，以及使用不同仪器时检测能力的差异。及使用不同仪器时检测能力的差异。钢研钢研-7-7型涡流探伤仪的激励频率较准确，最型涡流探伤仪的激励频率较准确，最大误差为大误差为0.30.3。结结 论论 激励频率是涡流探伤调试校准中首先需要确定的参数。涡18单频单通道涡流探伤仪主要性能指标的测试探索课件19