涡流导电仪

一种根据涡流原理制造、用来测量有色金属电导率的检测仪器

涡流导电仪是一种根据涡流原理制造、用来测量有色金属电导率的检测仪器。

相关背景

当接有交变电流的线圈（也称探头）接近导电材料表面时，由于线圈交变磁场的作用，在材料表面和近表面感应出旋涡状电流，此电流即为涡流。材料中的涡流又产生自己的磁场反作用于线圈，这种反作用的大小与材料表面和近表面的导电率有关。通过涡流导电仪可直接检测出非铁磁性导电材料的导电率。

金属导电率的测量有两种方法：

一是用传统的电桥法，将金属材料拉丝并截取规定的一段，然后搭桥测试其导电率，该方法因为操作繁琐，耗费人力和时间，精度也无法保证，因此在实践中可行性不大。此方法也并未被现行国标所采用。

二是用仪器测量，即数字便携式涡流电导仪。该仪器是应用涡流检测原理，依据电工行业的工件导电率要求而专门设计，用来测量有色金属电导率的无损检测仪器。用涡流导电仪测试金属导电率的方法简便易行，便于企业及研究机构在生产线、外部质检使用，该方法在导电率测试国标中有明确说明。

产品种类

机械式导电仪

特点:

1、数据采集速度慢,灵敏度低。

2、机械结构实现计数,机械结构累积误差大。

3、摆针读数,人为误差大。

4、机械结构庞大致使仪器全程大。

5、机械结构因使用容易损坏,所以短时间内就需要进行仪器校正。

6、由于机械式结构灵敏度低,校对后无信息采集，所以机械式温度校正意义不大。

随着制造业质量控制技术要求的不断提升，现在的质量控制中，机械式的涡流导电仪已远远达不到高精度高准确度的要求。

数字便携式涡流导电仪

特点:

1、数字化信号采集第一分钟1000次左右,随着温度的微妙变化,做出温度补偿,提离补偿，确保检测的准确性。

2、微处理器数据处理,保证检测的精度。

3、液晶屏显示计数,无误差,视觉舒适。

4、集成电路,确保体积小巧,读数稳定。

5、因数字化电路数据采集与处理,无损耗，无需周期性仪器校正。

技术参数

发展现状

当前，在全球范围内，数字便携式涡流导电仪的厂家有：德国菲希尔（产品型号为SMP10），美国GE(产品型号为Autosigma3000)，厦门福司特（产品型号为FD101和FD102），厦门天研（产品型号Sigma2008系列）；

半自动（手动旋钮校准，数字显示）有厦门鑫博特（产品型号D60K、D500K）；

机械式（手动旋钮校准，指针显示）的是厦门第二仪器厂（产品型号为FQ7501）。

国内外对比

进口与国产涡流导电仪的比较

主要性能分析说明

1、仪器的测量精度

涡流导电仪测试电导率标块获得的测量值与标块电导率值之间的差异。

由于涡流导电仪测量值与被测试件是呈非线性函数关系，通常仪器的测量精度应指在测量范围内的误差（相对误差或绝对误差）来表述比较确切，如国外先进SMP10型，Sigmatest2.068型及国内Sigma2008系列、D60K、D500K型涡流导电仪。而用某一测试值的误差来表述产品的精度是不合理的，因无法说明其它测量值误差多少，如国内FD101、FD102型导电仪。

2、仪器稳定性

涡流导电仪测量值在一定时间间隔内的变化情况。这项性能指标是涡流导电仪的最重要的指标之一。由于涡流导电仪探头（传感器）上的线圈受到温度等因素的影响，引起仪器测量值产生漂移，若仪器上电路没有良好的温度补偿，就会造成仪器工作一段时间甚至10分钟、5分钟后测量值产生变化，无法保证测量值的准确性、可靠性。根据国家标准GB/T12966-2008规定，涡流导电仪的稳定性应在30分钟才符合要求。市场上常用的涡流导电仪如国外的SMP10，Autosigma3000和国内Sigma2008、D60K，7501产品均能在30分钟至60分钟内稳定工作，不会自动关机，无需重新校准，国内也有个别产品因无法长稳定连续工作，选择自动关机工作模式，如FD101、102型导电仪。

3、提离补偿（抑制性）

仪器消除或减少探头与试块间微小间隙影响的能力。涡流导电仪的提离补偿是一项难度较大的技术，某种方面代表了仪器的先进性。提离补偿数值越大，说明仪器克服被测试件上非导电覆盖层（如涂层、油漆等）厚度能力越强。国外先进导电仪如SMP10、Autosigma3000、sigmatest2.068和国内产品sigma2008的提离补偿均能达到0.5mm,而一般产品只能达到0.1mm。

4、关于金属材料温度系数选择

根据金属材料学可知，不同的金属材料电导率值随温度的变化率是不相同的，也就是说温度系数不相同，所以仪器要做到准确的把不同温度下的测量的电导率值补偿（换算）到20℃是的电导率值，仪器必须有不同的材料温度系数选择功能，国外涡流导电仪及国内sigma2008系列导电仪都具备此项功能，而一般产品是不具备的。

应用领域

◆铜、铝等有色金属加工工业中的工件的电导率测试

◆测试材料电阻率

◆铝阳极氧化之前电导率检验

◆检验材料纯度等级和废料分选

◆在航空航天和汽车工业中，监控热处理过程，锻铝合金的强度和硬度

按行业具体分类有：

航天航空

涡流检测技术已广泛用于航天、航空领域中金属构件的检测。为了确保飞机的飞行安全，必须对相关部件进行定期在役检测。涡流技术通常用于检测航空发动机叶片裂纹、螺栓、螺孔内裂纹、飞机的多层结构、起落架、轮毂和铝蒙皮下等表面和亚表面缺陷，同时用于检测机翼连接焊缝的缺陷等。检测中能有效抑制探头晃动、材质不匀等引起的干扰信号。金属磁记忆检测技术可用于上述部件应力集中部位或早期损伤的诊断

电力石化

涡流检测技术用于电站（火电厂、核电站）、石油化工（油田、炼油厂、化工厂）等领域的有色及黑色金属管道（如铜管、钛管、不锈钢管、锅炉四管等）的在役和役前检测。对管道晶间腐蚀、壁厚减薄和外壁磨损等均能可靠检出，在检测中能有效地去除支撑板和管板的干扰信号。此外，涡流法还用于汽轮机大轴中心孔、发动机叶片，抽油竿、钻竿、螺栓、螺孔等部件的检测；声脉冲检测技术可用于各种金属或非金属管道的快速检测；金属磁记忆技术用于在役设备铁磁性零件早期损伤的诊断。

冶金机械

涡流检测技术用于各种金属管、棒、线、丝材的在线、离线探伤。在探伤过程中，能同时兼顾长通伤、缓变伤等长缺陷和短小缺陷（如通孔）；能够有效抑制管道在线、离线检测时的某些干扰信号（如材质不均、晃动等），对金属管道内外壁缺陷检测都具有较高的灵敏度；还可用于机械零部件混料分选，渗碳深度和热处理状态评价，硬度测量等。

核能军工

涡流检测技术用于核燃料棒、钛管、螺纹管等金属管道的检测；用于军工兵器的炮筒、导弹发射架、炮弹底座、弹壳，战机的发动机叶片、机翼、起落架和轮毂等的役前和在役检测；金属磁记忆技术用于装甲车、舰艇等金属结构件的早期诊断；低频电磁场、漏磁技术用于甲板、储油罐等铁磁性材料及焊缝质量控制。

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