遠(yuǎn)場渦流遠(yuǎn)場渦流遠(yuǎn)場渦流(Remotefieldeddycurrent,RFEC)技術(shù)最早發(fā)表于1951年美國W.R.Maclean

的一篇專利報告中；

20世紀(jì)50年代末60年代初,殼牌公司的T.R.Schmidt教授研制成功第一個在役遠(yuǎn)場渦流檢測系統(tǒng)，用于直徑178～203mm、壁厚9.5～12.7mm的油井套管檢測。遠(yuǎn)場渦流80年代，遠(yuǎn)場渦流在若干發(fā)達(dá)國家引起重視，美、加、英、日等國都投入大量人力物力進(jìn)行研究和開發(fā)。與此同時，有限元法和計算機(jī)數(shù)值分析技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)一步推動了遠(yuǎn)場渦流機(jī)理的研究。

遠(yuǎn)場渦流檢測技術(shù)一直是國內(nèi)外研究的熱點，并且廣泛的應(yīng)用于電力、石化和特種設(shè)備等行業(yè)。標(biāo)準(zhǔn)件穿孔、凹陷等缺陷現(xiàn)場利用遠(yuǎn)場渦流檢測技術(shù)對熱交換管進(jìn)行檢測遠(yuǎn)場渦流的基本原理遠(yuǎn)場渦流的基本原理圖遠(yuǎn)場渦流的基本原理遠(yuǎn)場渦流一種特殊的電磁現(xiàn)象：在管道中與管道同軸放置通以低頻交流電的激勵線圈，它所產(chǎn)生的磁場能量在管道傳播時有兩個不同的耦合路徑：1.直接能量耦合路徑：管道內(nèi)沿著中心軸傳播的直接耦合能量通道，并且隨著距離激勵線圈距離的增加呈現(xiàn)指數(shù)式的衰減；2.間接能量耦合路徑：是存在能量的兩次穿過管壁的非直接禍合路徑，它源于激勵線圈附近區(qū)域管壁中感應(yīng)的周向渦流，此周向渦流迅速擴(kuò)散到管外壁，同時幅值衰減、相位滯后，而到達(dá)管外壁的電磁場又向管外擴(kuò)散由于管外場強(qiáng)的衰減較管內(nèi)直接禍合區(qū)衰減速度慢得多，因此管外場又在管外壁感應(yīng)產(chǎn)生渦流，穿過管壁向管內(nèi)擴(kuò)散，再次產(chǎn)生幅值衰減與相位滯后，這也就是遠(yuǎn)場區(qū)檢測到的信號又會在管壁中激發(fā)出渦流，穿越管壁到達(dá)檢測線圈，稱為間接耦合能量路徑。

檢測線圈中感應(yīng)電勢值以及該電勢與激勵電壓之間相位差隨兩線圈之間距離（以管的內(nèi)徑的倍數(shù)表示）變化曲線，稱之為信號一距離特性曲線信號－距離特性曲線當(dāng)檢測線圈到激勵線圈的距離<l.8D區(qū)域，感應(yīng)電動勢是隨著距離的增大而銳減，這是因為檢測線圈與激勵線圈直接耦合劇減所致，符合一般的渦流檢測理論，稱其為近場區(qū)或直接耦合區(qū)。當(dāng)檢測線圈到激勵線圈的距離增大到3D以外，幅值與相位均以較小的速率下降，且管內(nèi)外相同，其相位滯后大致正比于穿過的管壁厚，這個區(qū)域稱為遠(yuǎn)場區(qū)，對于這個區(qū)域的規(guī)律，傳統(tǒng)的渦流概念已無法解釋，稱之為遠(yuǎn)場渦流效應(yīng)。遠(yuǎn)場區(qū)的相位滯后

遠(yuǎn)場區(qū)的相位滯后可以近似用一維集膚效應(yīng)公式來計算:

式中，為感應(yīng)電動勢的相位滯后，h為管壁厚，f為激勵頻率，為管壁材料的磁導(dǎo)率，為管壁材料的電導(dǎo)率。很明顯，只要測出激勵信號和檢測信號的相位差，從上面的公式中就可以計算出管壁厚，進(jìn)而可以得缺陷的深度信息(裂紋和管壁減薄都可以看做是)。正是利用遠(yuǎn)場渦流信號在遠(yuǎn)場區(qū)的檢測信號與激勵信號的相位差與管壁的厚度成正比這一顯著特點可以檢測管壁的厚度，進(jìn)而可探知管壁的腐蝕，缺陷等信息。10遠(yuǎn)場區(qū)的相位滯后

遠(yuǎn)場區(qū)的相位滯后可以近似用一維集膚效應(yīng)公式來計算:

式中，為感應(yīng)電動勢的相位滯后，h為管壁厚，f為激勵頻率，σ為管壁材料的磁導(dǎo)率，為管壁材料的電導(dǎo)率。很明顯，只要測出激勵信號和檢測信號的相位差，從上面的公式中就可以計算出管壁厚，進(jìn)而可以得缺陷的深度信息(裂紋和管壁減薄都可以看做是)。正是利用遠(yuǎn)場渦流信號在遠(yuǎn)場區(qū)的檢測信號與激勵信號的相位差與管壁的厚度成正比這一顯著特點可以檢測管壁的厚度，進(jìn)而可探知管壁的腐蝕，缺陷等信息。遠(yuǎn)場渦流的磁力線分布遠(yuǎn)場渦流的對數(shù)磁力線分布磁力線的疏密表示磁場的強(qiáng)弱，由圖可以看出，由磁力線分布看出基本的磁場強(qiáng)弱分布：管道內(nèi)部近場區(qū)的磁場最強(qiáng)，其次是管道外面的空氣，管道內(nèi)部的遠(yuǎn)場區(qū)磁場最弱。對數(shù)磁力線之間的間隔及其發(fā)散程度不再表示磁場的強(qiáng)弱，而表示磁場變化速度的大小，等距排列的對數(shù)磁力線表示磁場在磁力線方向無變化，在與磁力線垂直的方向成指數(shù)變化。由對數(shù)磁力線圖可以看出各個區(qū)域的磁場方向，管道壁和管道內(nèi)的遠(yuǎn)場區(qū)的磁場基本上是軸線方向。由對數(shù)磁力線圖還可以看出磁場的變化速率，圖中在不同區(qū)域有不同間距基本等距排列的對數(shù)磁力線，表示在這些區(qū)域磁場沿磁力線垂直的方向成不同速率的指數(shù)變化。其中管道壁中的磁力線最密，表示磁場在管道的徑向衰減最快，其次是近場區(qū)的軸線方向，衰減最慢的是管道外面的空氣中。在這些區(qū)的磁力線方向，磁場變化更加緩慢。遠(yuǎn)場渦流檢測系統(tǒng)框圖

檢測信號有兩個特征量:幅值和相位對檢測信號的顯示常用的有兩種方式：1.分別將幅值和相位進(jìn)行波形顯示。2.在復(fù)平面下以阻抗圖的形式顯示。通過幅值和相位的變化就可以判斷缺陷的相關(guān)情況幅值和相位的直接顯示阻抗圖形式幅值和相位圖的局部放大遠(yuǎn)場渦流與常用檢測方法的比較超聲波檢測射線檢測常規(guī)渦流檢測遠(yuǎn)場渦流優(yōu)點檢測非常厚（十幾個厘米）的導(dǎo)電和非導(dǎo)電材料檢測厚的導(dǎo)電和非導(dǎo)電材料，檢測結(jié)果易保存，對氣孔、夾渣、未焊透等缺陷較為敏感無需耦合介質(zhì)，簡單可靠遠(yuǎn)場渦流檢測儀對內(nèi)外管壁缺損有相同的檢測靈敏度,對填充系數(shù)要求低,對有障礙物和凹痕的管子檢測效果很好，無需耦合介質(zhì)，簡單可靠,對提離效應(yīng)不敏感缺點對材料的表面要求比較光滑，而且需要耦合介質(zhì)，對表面有一定的檢測盲區(qū)裂紋不太敏感，而且對人體造成輻射傷害只能檢測表面缺陷，而且檢測結(jié)果容易受到提離效應(yīng)的影響不能準(zhǔn)確的判斷缺陷的位置未來研發(fā)與設(shè)計方向接收線圈信號幅值太低,通常為微伏或數(shù)十微伏數(shù)量級,信號的分辨和處理很困難。如何利用三維渦流場有限元法分析遠(yuǎn)場渦流現(xiàn)象和設(shè)計制造高靈敏度、高抗干擾能力、高信噪比的新型遠(yuǎn)場渦流探頭,及研制造價不太昂貴的遠(yuǎn)場渦流檢測系統(tǒng),是遠(yuǎn)場渦流技術(shù)應(yīng)用于實際的最重要的研究課題。探頭是遠(yuǎn)場渦流檢測系統(tǒng)的重要組成部分,D.L.Atherton

和T.R.Schmidt等人提出,使用飽和磁技術(shù),可以提高掃描速度和工作頻率，應(yīng)用平衡技可以抑制或消除某些噪聲因素對缺陷信號的干此外需要從探頭的結(jié)構(gòu)及其它途徑分析探頭的缺損響應(yīng)特性,如利用多頻激勵的方法來解決,但多頻渦流是否具有常規(guī)渦流檢測的優(yōu)點,可行性如何,需要進(jìn)一步研究。接收線圈只能反映圓周缺損變化的平均,一般多用于直徑較小的管子。對于直徑較大的管子,由于管內(nèi)空間大,必須設(shè)置三維探頭,采用圓周分布的一組接收線圈,直接敏感三維缺損,才能改善缺損特征的表達(dá)效果。