專(zhuān)業(yè)英語(yǔ)翻譯第六章(編輯修改稿)
2025-04-30 23:13 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 知道，感抗和電感的值是頻率的函數(shù)，L，也由幾何因素有關(guān)。感抗的定義是 Z=V/I 假設(shè)電感器重的外加電流為一正弦電流， 由方程 可知，其感抗為 然而，一般很少使用時(shí)域形式的表達(dá)方式，我們一般使用均方根（rms）或相量來(lái)表示： 渦流密度與透入深度 渦流是在垂直于磁通平面內(nèi)分布的感應(yīng)電流的閉合回路。它們的繞行方向一般平行于線(xiàn)圈繞組且局限于有感應(yīng)磁場(chǎng)的區(qū)域。渦流一般集中在離激勵(lì)線(xiàn)圈較近的表面，并且它的強(qiáng)度隨線(xiàn)圈距離的增加而減少。它的大小隨透入深度的增加以指數(shù)方式遞減。這種現(xiàn)象被稱(chēng)為集膚效應(yīng)。 當(dāng)渦流在試件中任意深度處流過(guò)時(shí)會(huì)產(chǎn)生與初始磁場(chǎng)方向相反的磁場(chǎng)，從而凈磁通減少，導(dǎo)致電流隨著深度的增加而減少，這樣就產(chǎn)生了集膚效應(yīng)。另外，在近表面的渦流可看成屏蔽線(xiàn)圈的磁場(chǎng)，從而減少了磁場(chǎng)在更深處的強(qiáng)度及感應(yīng)電流的強(qiáng)度。 渦流在材料中的透入深度受激勵(lì)電流的頻率、材料的電導(dǎo)率及磁導(dǎo)率影響。透入深度隨頻率，電導(dǎo)率及磁導(dǎo)率的增加而減少。定義渦流密度衰減到其表面值的1/e或37%時(shí)為標(biāo)準(zhǔn)透入深度?！皹?biāo)準(zhǔn)”一詞表示激勵(lì)在試件中的平面電磁波(這種條件很少在實(shí)際中達(dá)到）。雖然渦流的透入深度比一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)透入深度要大，但他的強(qiáng)度隨深度的增加急劇減少。當(dāng)在兩個(gè)透入深度時(shí)（2d），渦流密度減少到1/%。渦流透入深度如圖66圖所示。圖 66 渦流透入深度 因?yàn)闇u流檢測(cè)的靈敏度和在缺陷處的渦流密度有關(guān)，所以了解在缺陷處的渦流的強(qiáng)度至關(guān)重要。在定位缺陷時(shí)，通常選擇試驗(yàn)頻率能夠使缺陷的深度在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)透入深度之內(nèi)。確保渦流的強(qiáng)度足夠大，以至于能夠充分表征出缺陷。另外，使用渦流測(cè)量材料的電導(dǎo)率時(shí)，一般選擇能達(dá)到3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)透入深度的試驗(yàn)頻率。這有助于確保材料背面的渦流足夠弱，以至于材料厚度的變化不會(huì)影響渦流檢測(cè)的效果。 定義透入深度δ為在深度x處，渦流密度的幅度為其表面值的1/e=。計(jì)算公式為： δ為標(biāo)準(zhǔn)透入深度（mm），π=，f為試驗(yàn)頻率（Hz），μ為磁導(dǎo)率，σ為電導(dǎo)率。 涂文斌：， 渦流檢測(cè)技術(shù) 阻抗分析法 阻抗平面圖 因?yàn)橐粋€(gè)渦流傳感器是一個(gè)變壓器，所以我們能直接測(cè)量?jī)蓚€(gè)量：電壓和電流。但是從這兩個(gè)量，我們可以推斷出所有我們想要得到的簡(jiǎn)單信息：電磁材料的性能，零件幾何體，部分完整性。 我們典型地呈現(xiàn)渦流傳感器的輸出量，像電壓轉(zhuǎn)化為電流的比率，也就是變壓器的阻抗。比如測(cè)試試樣的像電導(dǎo)率，磁導(dǎo)率等物理參數(shù)的改變，阻抗的改變。在渦流線(xiàn)圈上一個(gè)阻抗平面圖的變化，阻抗作為測(cè)試試樣的變量。這個(gè)部分討論當(dāng)一個(gè)渦流探頭的阻抗變化時(shí)，阻抗平面圖的基本構(gòu)造。由材料變量或共同關(guān)注的幾何變量引起的是： 一個(gè)有效的渦流探頭允許我們來(lái)識(shí)別哪個(gè)參量已經(jīng)改變。為了達(dá)到這個(gè)目的，我們能夠構(gòu)造一個(gè)阻抗平面圖來(lái)決定最佳實(shí)驗(yàn)頻率。因?yàn)樘筋^的形狀影響阻抗圖的形狀，所以在這個(gè)區(qū)域，我們?cè)O(shè)想一個(gè)平行表面的探頭，另有規(guī)定除外。 歸一化阻抗 我們?cè)敿?xì)說(shuō)明傳感器的阻抗是使用真正抵抗力的阻抗的阻抗平面圖來(lái)反應(yīng)試樣導(dǎo)電性的變化。R與虛構(gòu)的電抗阻抗相對(duì)（如圖67所示）。然而阻抗平面格式（電阻與感抗）是有用的，對(duì)于甚至一個(gè)試樣在頻率上的變化，它需要一個(gè)新的圖。相反我們能夠創(chuàng)造單一的歸一化通用曲線(xiàn)，它歸一化頻率的影響，基本的線(xiàn)圈電抗，電導(dǎo)率和平均的探頭直徑。 圖 67 感抗的響應(yīng)，初級(jí)線(xiàn)圈的電導(dǎo)率從0到 一個(gè)通用的阻抗圖來(lái)源于一個(gè)給定的探頭響應(yīng)的歸一化圖（如圖68a所示），記錄下變量的變化。為了方便，總共電阻的參量（線(xiàn)圈加上反射電阻）將以來(lái)表示，并且現(xiàn)在將僅表示折合電阻。相似的，總的阻抗現(xiàn)在表示全部。給出變量變化，對(duì)于這個(gè)調(diào)整，讓 (612) 圖68 a）歸一化阻抗圖。記 表示總阻抗 b）歸一化阻抗圖 表示總的阻抗。歸一化的第一步是為了從總的阻抗減去自由空間探頭的阻抗，并且識(shí)別折合阻抗如 (613) 為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，我們定義一個(gè)新的阻抗如 （614） 歸一化的最后一步是以探頭的自由空間電抗來(lái)劃分： （615） 我們現(xiàn)在畫(huà)一個(gè)通用的渦流探頭阻抗來(lái)反應(yīng)復(fù)雜的平面（如圖68b所示）。歸一化的感抗從1變化到0歐姆，例如，試樣的電導(dǎo)率從0變化到1西門(mén)子或1兆西門(mén)子（感抗接近于0歐姆表明在探頭和試樣之間的感應(yīng)耦合接近100%）。 許多文獻(xiàn)描述了一個(gè)圓形的而不是逗點(diǎn)狀的曲線(xiàn)，但是這個(gè)理想化的模型忽視了投入深度的影響。然而，在非常薄的薄片或薄管上，圓形阻抗曲線(xiàn)幾乎完全使用。 試樣的電導(dǎo)率和實(shí)驗(yàn)頻率 阻抗平面曲線(xiàn)簡(jiǎn)單地描繪了渦流探頭的從測(cè)試試樣到最初線(xiàn)圈（或者拾起線(xiàn)圈）的折合阻抗。如同我們以前知道的那樣，折合阻抗是根據(jù)誘導(dǎo)的渦流多少轉(zhuǎn)化為熱量（試樣阻抗）來(lái)計(jì)算相對(duì)誘導(dǎo)附加磁場(chǎng)的二次磁場(chǎng)的渦流的數(shù)量（對(duì)于這個(gè)區(qū)域，我們假定探頭和試樣之間的磁場(chǎng)100%耦合）。 就真正的電阻損耗（）和假定的的無(wú)功功率儲(chǔ)存（）而言，我們?cè)敿?xì)說(shuō)明測(cè)試試樣的電導(dǎo)率在折合阻抗上的影響（如圖68所示）。（我們假定探頭振蕩器的頻率是恒定的。）相似的，當(dāng)我們使用歸一化阻抗圖時(shí)，折合阻抗R從0到最大，又變?yōu)?歐姆，就像測(cè)試材料的電導(dǎo)率從0變到∞西門(mén)子每米。如果材料的電導(dǎo)率等于0，那么試樣上沒(méi)有產(chǎn)生渦流而且探頭的阻抗不會(huì)受測(cè)試試樣存在的影響。在歸一化阻抗平面上。另一種極端，當(dāng)→∞且時(shí)，試樣沒(méi)有電阻損耗，且渦流引起等效二次磁場(chǎng)并且抵消由初級(jí)線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)，例如，磁場(chǎng)彼此完全互斥（）。介于這兩種極端之間，當(dāng)測(cè)試試樣的電導(dǎo)率從0增加，電阻損耗和產(chǎn)生的渦流增加一樣多。在某些時(shí)候，對(duì)于在試樣電導(dǎo)率給定增加的情況下，渦流密度的增加要比阻抗損耗重要的多，并且R的值開(kāi)始減小，最終當(dāng)電導(dǎo)率接近無(wú)窮時(shí)，接近0。 有趣的是，如果驅(qū)動(dòng)初級(jí)線(xiàn)圈的振蕩器的頻率從0變到∞時(shí)，探頭的阻抗將和試樣的固定電導(dǎo)率一樣，如果
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