谭书涛，陈建钧，潘红良

（华东理工大学 机械与动力工程学院，上海 200237）

涡流检测作为五大无损检测手段之一，操作简单、无需耦合剂、无污染、可在高温环境下作业、快速高效、能实现自动化等优点，被广泛应用于航空、航天、核能、电力、钢铁和石油等行业。它能可靠准确地实现金属板探伤、管材探伤、结构件疲劳裂纹探伤、材料成分的鉴别、热处理状态的鉴别、测量金属薄板的厚度等诸多功能［1］。

涡流检测对缺陷进行定量、定性分析时，一般采用当量比较法，即根据国家制定的探伤标准，用同一规格无缺陷样品在其上按标准刻制一个人工缺陷，然后探头检测该样品并采集信号，该信号在实际检测中作为标准对比信号。通过这种单纯的试验方法去获取数据，存在着成本高、数据少、周期长等缺点。随着有限元方法的广泛应用，涡流检测的电磁学仿真很好地弥补了这些缺点。文章采用三维模型仿真了不同大小、不同深度气孔缺陷的阻抗信号变化。常规涡流检测是一种表面或近表面的无损检测方法，文章模拟的检测对象是2.5mm厚的薄板，通过调整频率大小尽量使涡流渗透到薄板下表面。

1 理论原理及数学模型

1.1 基本工作原理

涡流检测以电磁感应原理为理论基础，对检测线圈中通入正弦交变电流，线圈周围空间将产生交变磁场，置于交变磁场中的导电试件会感应出涡流［2］。由楞次定理可知，此涡流又会产生与线圈磁场方向相反的磁场，进而会部分抵消线圈磁场，导致检测线圈的阻抗发生变化。……