本文是学习GB-T 34362-2017 无损检测 适形阵列涡流检测导则. 而整理的学习笔记,分享出来希望更多人受益,如果存在侵权请及时联系我们
本标准规定了利用适形涡流阵列传感器检测导电材料的不连续及材料质量的无损检测方法。所述
不连续包括材料表面的断裂、裂纹、点蚀及材料近表面的材料损失。所述材料质量包括涂层厚度、电导
率、磁导率、表面粗糙度及与电导率或磁导率相关的其他属性。
本标准适用于非磁性、磁性金属材料及含有导电组分的复合材料。被检件可以带涂层或不带涂层，
表面形状可以是平面或曲面。
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件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 9445 无损检测 人员资格鉴定与认证
GB/T 12604.6 无损检测 术语 涡流检测
GB/T 20737 无损检测 通用术语和定义
GB/T 12604.6 和 GB/T 20737 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
B- 扫 描 B-scan
一种数据显示方法，横坐标代表探头沿着被检件表面移动的距离，纵坐标代表被检件的测量响应。
3.2
C-扫描 C-scan
一种对被检件表面进行二维测量响应的数据显示方式，横坐标和纵坐标代表探头在被检件表面的
位置，像素色彩或灰度代表被检件的测量响应。
3.3
适 形 conformable
传感器或阵列传感器与工件形面耦合，耦合误差对测量结果的影响在可接受范围内。
3.4
检测深度 depth of sensitivity
传感器对要检测的属性的响应超过噪声阈值时该属性所处深度值。
注：
一般来说灵敏度深度小于渗透深度。因为灵敏度深度是将拾取的信号与噪声对比得到的当量，而渗透深度是
表征场强沿深度方向的衰减。
3.5
无不连续参考试块 discontinuity-free reference standard
被检材料无不连续的一部分或者与被检材料有着相同电磁属性并不含不连续的试块。
GB/T 34362—2017
3.6
含有不连续参考试块 discontinuity-containing reference
standard
被检材料中有已知不连续的部分或者与被检材料有着相同电磁属性并含有已知不连续的试块。
3.7
激励绕组 drive winding
一个能产生电磁场并使之与被检材料耦合的导体分布或线圈。
注：激励绕组可以有不同的几何分布，包含：a)一个简单的线性驱动导体，置于一维阵列传感器之上；b)一个或多个
导电回路，受激励后可产生复杂磁场分布；c)多个导电回路，每个导电回路对应一个传感器。
3.8
绝缘片 insulating shims
基本不导电或绝缘的柔性薄片，用于测量微小提离对传感器响应的影响。
3.9
提离 lift-off
适形传感器绕组导体与被检材料表面的垂直距离。
3.10
传感器响应模型 model for sensor response
传感器响应(例如，电阻抗幅值和相位或者实部和虚部)和所关心的属性(例如，电导率、磁导率、提
离和材料厚度)在至少一个阵元和至少一个激励绕组间的关系。
注： 模型响应可以从数据库获取，也可以经分析或根据经验得到。
3.11
阵元 sensing element
测量磁场密度或其变化率的一个装置，比如一个感应线圈或一个固态器件。
注：
一维或二维分布的阵元可测量与磁场相关的绝对信号，也可测量差分信号。
3.12
空间半波长 spatial half-wavelength
电流方向相反的两个相邻线性激励绕组间的距离。
注： 此间距影响灵敏度深度。空间波长等于此间距的两倍。对于环形激励绕组，有效空间半波长等于激励绕组
直径。
3.13
系统性能验证 system performance verification
在参考件试块上测量一个或多个响应(通常转换为物理属性值),根据其是否处于规定范围内来验
证系统校准及仪器的正确使用。
4.1
本检测方法以一个或多个频率的交变电流激励适型涡流阵列传感器，并将其置于被检工件表面进
行扫查。当阵列传感器接近工件时，每个阵元的响应发生变化。变化的程度取决于阵列传感器和工件
的间距，以及工件的尺寸规格和电磁特性(电导率和磁导率)。材料中的冶金不连续或机械不连续会改
变阵元的电阻抗。当对工件进行扫查时，系统会记录每个测量位置及该位置上阵列传感器中每个阵元
的响应。测得的响应和位置信息一般以C 扫描或B
扫描形式显示，用于确认材料特性变化或不连续的 存在及特征。
4.2
用于检测的涡流阵列传感器是柔性的，并带有一个合适的背层，可贴合平面及曲面(包括圆角及柱
GB/T 34362—2017
面)。阵列传感器可有多种结构：
a)
一个受交流激励的线性驱动导体和一个与该导体平行的由绝对阵元组成的线性阵列；
b) 一个能在阵元阵列上产生所需要的场分布的复杂驱动导体；
c) 与每个阵元关联的独立驱动导体。
阵列传感器结合传感器响应模型及适当的算法，可将测得的每个阵元的响应转换成物理属性，如提
离、电导率、磁导率、涂层厚度或基体厚度等。传感器响应或物理属性的基线值用于验证检测过程的正
确性，而一个或多个属性的局部变化则用于检测和区分不连续。比如，不需任何模型，就能用电阻抗幅
值或其他阵元响应确认一个不连续的存在，而测量每个阵元的提离则能确保传感器与工件表面良好耦
合。位置测量装置(如滚动的位置编码器)可用于测量扫描方向上的位置，并保证足够的数据分辨率。
声、光报警装置可用于指示不连续的位置。
5.1
涡流检测技术可非破坏性用于导电材料的不连续定位和识别。适形涡流阵列传感器可以检查平
面及非平面工件，但需要合适的固定装置，以确保阵列传感器贴近被测工件的表面。
5.2
操作时，将阵列传感器置于空气中或参考试块上进行校准。可将传感器测得的响应转换成物理属
性值，如提离、电导率、磁导率等。根据传感器响应或属性值是否处于规定范围内，来验证仪器操作的正
确性。并利用含有已知不连续的参考试块定期对仪器性能进行验证。
5.3
阵列传感器规格包括阵元的尺寸、间距和数量以及工作频率，这些规格应根据具体检测要求进行
选择。检测过程中，涡流的渗透深度取决于信号的频率、材料的电导率和磁导率，以及阵列传感器的规
格。渗透深度在高频时相当于传统意义上的集肤深度，在低频时还与阵列传感器的某些规格有关。这
些规格包括激励绕组的尺寸，以及激励绕组与阵列传感器间距。检测表面不连续时应使用高频，此时的
渗透深度小于工件厚度；检测表面下不连续或测量工件厚度时应使用低频和较大尺寸的传感器，此时的
渗透深度与工件厚度相当。
5.4 工件表面可能会有绝缘涂层。
一般而言，探伤灵敏度随着涂层厚度或提离间隙的增加而降低。如
果涡流阵列传感器包含一个线性驱动导体和一组线性排列的阵元，则驱动导体与阵元阵列的间距应不
大于绝缘涂层的厚度。对于其他阵列传感器结构，应结合实际应用验证灵敏度深度。
5.5
传感器响应模型将测得的响应转换成物理属性值，如提离、电导率、磁导率、涂层厚度及基体厚度
等。
一个频率可用于确定两个属性值。检测非铁磁性材料的开裂型不连续时，可通过模型确定提离和
材料的电导率；检测铁磁性材料时若电导率可测量或假设其恒定不变，可通过模型确定提离和材料的磁
导率。测量工件厚度时应使用足够低的频率，使得灵敏度深度大于工件厚度。当要得到三个以上的属
性值时，应使用多个频率或多个空间波长以获得两个以上的渗透深度。
5.6
对传感器响应或属性值数据进行处理可达到突出不连续，抑制背景噪声及识别不连续的目的。例
如，可采用相关滤波器，以已知不连续的响应为参考，将其与实际检测中每个阵元的响应进行比较，来突
出类似不连续的缺陷的显示。
按照本标准实施检测的人员，应按照GB/T 9445
或者合同各方同意的体系进行资格鉴定与认证，
并由雇主或其代理对其进行岗位培训和操作授权。
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被检材料因微观组织变化等原因导致的磁导率和电导率的局部变化可能产生干扰信号，影响微小
不连续的检测。对信号进行整形滤波可减小特性不均带来的影响。
如果被检工件的厚度与灵敏度深度相当或者更小，则会影响测量结果。必要时，可利用传感器响应
模型确定被检工件的厚度。
磁性材料中的剩磁可造成局部响应变化，影响检测。在某些情况下，可能需要对工件进行退磁以获
得有效检测结果。
磁性材料的定向应力变化可能影响检测结果。应确定仪器的定向灵敏度和性能标准以验证检测
结果。
对于单一曲率半径的表面(如圆柱形或圆锥形),传感器半波长应小于曲率半径。对于双曲率的情
况，除非特制传感器来匹配双曲率，否则传感器尺寸应远小于较大的曲率半径，且不大于较小的曲率半
径。应进行系统性能验证测试，利用绝缘薄片来标定提离灵敏度。
被检工件表面的导电涂层将影响测量响应。利用标称厚度的导电涂层进行对比校验有助于判断是
否存在导电涂层，但可能无法确定涂层厚度的变化。传感器响应模型应考虑到此类涂层的存在，并在模
型中给定涂层厚度或涂层电导率。
被检工件表面的绝缘涂层将影响测量响应。涂层越厚，检测灵敏度越低。传感器响应模型应考虑
到此类涂层的存在，可将其可看作是提离的一部分。
传感器或阵列传感器接近材料边缘时，检测结果将受到很大影响。因此，除非针对这种情况设定了
专门的测量方法，否则在临近边缘或边角处所做的测量是无效或不够准确的。边缘效应校正可以是在
属性评估算法(可以是传感器响应模型的一部分)中考虑边缘效应的影响，也可在加装用以控制传感器
与材料边缘相对位置的固定装置的参考试块上仔细校准。
测量仪器的漂移和噪声会引起测量误差。当响应基准值超过阈值范围时，应重新进行校准和系统
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性能验证。
阵列传感器对工件表面的压力将影响绝缘涂层厚度的测量。
涡流检测一般会受到被检工件温度变化的影响。
7.12 阵列传感器表面和工件表面的清洁度
工件表面与阵列传感器之间的夹杂和表面粗糙，使得两者无法完美贴合，从而影响检测。除非夹杂
物具有导电性、导磁性或提离突变，否则电导率和磁导率的测量不会受到很大的影响。但夹杂、表面粗
糙、磨损和刮痕等引起的提离变化会直接影响非导电涂层厚度的测量。
传感器响应模型可能存在以下问题：
a)
当传感器响应模型与实际检测中使用的传感器和激励频率不匹配时，模型可能不再适用。
b)
出现下列情况时，响应数据库将无法使用：数据库含括的属性(如电导率和提离)值范围太小
以致所测数据不在数据库内；数据库数据太稀疏，属性值增量过大；传感器响应与属性值的关
系曲线不平滑。
进行空载校准并利用参考试块验证系统性能可以验证传感器响应模型的适用性。
电子仪器应能以一个或多个合适频率的交变电流激励涡流阵列传感器，并能够测得阵列传感器中
每个阵元的电阻抗变化。可以同时测量所有阵元的响应，也可以使用多路转换器分时测量阵元响应。
通常，当阵元个数大于信号采集通道数时，应使用多路转换器。使用多路转换器时，特别是当涡流阵列
传感器由多个驱动线圈和多个阵元组成时，应注意多路转换的方式，以避免线圈间的互感对测量造成影
响。电子仪器还可以将测得的阻抗信息转换成被检材料的物理属性值(包括提离),并具有以
B-扫描或
C-扫描形式显示的功能。
涡流阵列传感器应能在被检材料中感生出电流并感应其物理特性的变化。应根据具体检测任务选
择阵列传感器的结构。阵列传感器其结构包括：
a)
一个线性驱动导体和一个或多个与之平行的由绝对阵元组成的线性阵列，第二行阵列与第一
行对齐，用以增加冗余度或偏移量，提高垂直于扫描方向上的图像分辨率；
b) 一个能在阵元阵列上产生所需场分布的复杂驱动导体；
c)
与各阵元相关的独立的驱动导体，传感器阵列应与被检材料直接接触或在非接触式扫查中用
一与被检面基本吻合的支撑件保持一定提离。
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仪器应根据厂家的说明书进行组装、启动，运行一段时间稳定后才可以开始检测。应对仪器进行空
载校准或参考试块上的校准，并根据经验就具体任务(包括性能验证)设定校准周期。
有效的仪器校准应是根据厂家的使用说明实施的包含大量有记录的性能验证测量的空载校准。
空载校准包括在空气中(与导电或磁性物体相距至少一个空气波长的距离)测量阵列传感器各阵元
的电阻抗，并调整每个阵元的电阻抗使其与传感器响应模型相匹配。分流器能使阵元短路，可利用分流
器使空载响应和并联响应都用于校准中。空载校准后，在导电材料上进行测量，测量应能提供电磁属性
(电导率或磁导率)值和提离值。为验证校准的准确性，应进行系统基线性能验证参考样件校准。
参考试块校准包括以一个或多个提离在不含任何不连续的参考试块上测量阵列传感器各阵元的电
阻抗，并调整每个阵元的电阻抗至预设值，从而消除传感器响应模型的输出和每个阵元的响应之间的偏
差。可利用绝缘薄片来获得已知提离。参考试块校准可与空载校准一起进行。为验证校准的准确性，
应进行系统基线性能验证。
参考试块不仅在电磁特性(电导率和磁导率)和几何特性(厚度和弯曲度)上应与被检件相似，其材
料(如化学性质、微观结构和热处理状态)和形状也应尽量与被检件接近。对参考试块与被检件之间的
相似度的要求取决于实际应用。比如，若要检测隐藏的金属损失缺陷，参考试块与被检件的磁导率差异
保持在50%以内即可；若要检测非铁磁性导电材料中的裂纹，参考试块与被检件的电导率差异应保持
在25%以内。
系统性能验证是指在一个参考试块上进行测量，以确认测得的响应在允许范围内。这可以用来验
证校准的准确性和仪器操作的正确性。系统性能验证并不代表校准，它是一种质量控制程序，应记录在
报告中(见第11章)。
性能验证所用参考试块需与被检件具有相同的材质(如化学属性、微观结构和热处理状态)和形状。
无不连续参考试块可以是一个单独的部件或者是被检件上远离不连续的一部分。含不连续参考试块可
以是含有已知不连续的典型部件，该不连续可以是电火花加工的凹槽或其他机械加工的缺陷。
系统基线性能验证是对无不连续参考试块进行测量来验证仪器校准情况。使用阵列传感器在一个
或多个提离间隙下进行测量，以确保提离间隙不会过多地影响测得的响应或物理属性(如非铁磁性材料
的电导率或者铁磁性材料的磁导率)值，并保证提离在可接受范围内。除了在参考试块上进行测量外，
还应在被测件上远离不连续的各个位置上进行测量，以验证提离范围的有效性。
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系统不连续性能验证是对含有不连续的参考试块进行测量来验证仪器操作的正确性。参考试块的
形状应尽可能与被检件相同，并包含一个或多个实际检测中具有代表性的不连续。参考试块中不连续
引起的响应变化与参考试块中远离不连续区域引起的响应基线值的变化应在规定范围内。
此性能验证也可采用多层次验证方法。例如，用单一不连续引起的高于规定阈值的响应来验证基
本系统操作。如果此不连续引起的响应临近检测阈值，应对第2个不连续进行检测以确认这两个信号
都高于检测阈值，并且响应趋势与不连续尺寸的大小一致。
10.1.1 按照厂家说明书的要求进行仪器操作。
10.1.2
将仪器工作频率设置为经过在被检材料或与之相近的样品上进行的仪器性能验证证明有效的
一个或多个频率。
10.1.3
在每次检测前或无法确定设备是否正常工作时，应根据第9章进行空载校准或参考试块校准。
应在无不连续参考试块上验证系统性能，并根据具体情况在含不连续参考试块上验证系统性能，以此证
明仪器操作的正确性。日常的性能验证可以只在无不连续参考试块上进行，甚至可以用被检件表面预
期没有不连续(或者没有明显的不连续)的部分进行验证。应根据性能要求和指标确定系统不连续性能
验证的周期。
10.1.4
阵列传感器相对被检件表面移动过程中，在每个位置上测量各个阵元的电阻抗。测得的电阻
抗值即反映材料局部状态的测量响应。传感器响应模型将电阻抗值转换成物理属性值。典型的物理属
性包括提离、电导率、磁导率、涂层厚度和基体厚度。
10.1.5
检测结束时，建议再次使用无不连续参考试块或含不连续参考试块对系统性能进行验证。
10.2.1
为了增强仪器对特定不连续(如裂纹)的响应，可使用储存在仪器中的已知不连续的响应作为
参考进行滤波。通常，作为参考的已知不连续的响应取自单个阵元。滤波器在一定范围的测量位置上
将测得的响应与已知不连续的参考响应对比，以确定是否在某个测量位置上测得的响应与参考响应具
有相似的变化规律。
10.2.2
测得的或滤波后的响应可用于确定不连续的尺寸(如裂纹的长度或深度),前提是响应与不连
续的尺寸关系已在与被检件相近的材料上得到证实。
10.2.3
测得或滤波后的响应可用于设定触发报警装置的阈值，也可用来调整图像显示的属性(如颜色
范围)。
10.3.1 边缘效应
除非检测方法具有有效的边缘效应校正功能，否则阵列传感器覆盖的感应区域应不包含边、孔或内
角。对于适形涡流阵列传感器，除非进行边缘效应校正，否则工件边缘到传感器覆盖区域边缘的距离应
大于空间半波长。
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10.3.2 操作技巧
对于手动检测，测量结果可能取决于操作员的操作技巧。例如，每个操作人员将传感器压在被检件
表面的力度各不相同。操作人员应选取工件上曲率最小的某个位置进行反复训练，直至能够以最小的
压力使阵列传感器与工件表面耦合。
10.3.3 探头位置
一般而言，阵列传感器探头在被测点上应垂直于工件表面。操作人员应证明轻微的倾斜(比如10°
以内)不影响测量结果。
10.3.4 提离范围验证
阵列涡流对不连续检测的灵敏度随着提离的增加而降低。因此，应在C-扫描或B-扫描的每个位置
上证明提离范围是可接受的。
10.3.5 数据分辨率
应对数据率和扫描速度进行调整，以确保扫查被检材料检测不连续时有足够的数据分辨率。
检测报告应包括以下内容：
a) 检测日期和检测人员的姓名。
b) 仪器、探头与传感器的编号。
c) 被检工件、检测位置或两者的编号。
d) 被检工件的材料。
e)
仪器最后校准的日期，校准的种类(例如，空载校准，空载校准和参考试块校准，或单独的参考
试块校准)和校准频率。对于系统基线性能验证和参考试块校准，应提供参考试块的编号或被
检工件远离不连续的区域的描述。
f) 检测频率。
g) 探头相对于被检工件某一几何特征的角度。
h) 检测规程编号。
i)
检测结果，包括测得的响应值或属性值和提离评估，以及它们是否在可接受的范围内。
j)
系统基线性能验证过程中记录的测量响应和提离(若有)的变化，以及所规定的偏差容限。
k)
系统不连续性能验证过程中记录的测量响应和提离(若有)的变化，以及所规定的偏差容限。
应提供含不连续参考试块的编号。
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