脉冲涡流技术研究进展
近年来，随着科技的发展，脉冲涡流技术在以下几个方面取得了一些进展：
二十世纪70年代，在Review of Progress in Quantitative NDE国际学术会议上发表了许多脉冲涡流检测方面的文章，对脉冲涡流在检测缺陷中的运用以及探头的优化处理做了初步的分析。目前，随着许多研究人员运用脉冲涡流技术大量而透彻的钻研缺陷检测问题，获得了较好的效果，并研制出了实用性的脉冲涡流检测相关产品。
（1） 1993年，法国的研究者主要集中于飞机铆接构造缺陷的探索，检测元器件用两个磁阻传感器，并运用差分原理使检测效果增强。为了更好的加大检测的敏锐度，1997年， 他们改善了原来的方法，选用Hall传感器做信号的检测元件来提高信噪比，选取峰值、峰值时间等不同参数对缺陷进行判别。
（2） 1996年，Lowa State University无损评估中心选用脉冲信号作激励信号，激励与检测都用线圈，基于线圈的电流变化测量多层构造的电导率，并提取峰值与过零时间当作检测的特征量。通过实验得出，峰值以及过零时间分别与缺陷的类型以及位置关联紧密。2001年，针对飞机机翼多层构造中缺陷检测的脉冲涡流仪器被他们研发出来了。
高灵敏度和高分辨率：新型传感器和信号处理算法的应用使得脉冲涡流技术的灵敏度和分辨率得到了提高，可以更精确地检测金属零部件中的微小缺陷。
杨宾峰[30]等人提出一种新的斜角的斜角式阵列传感器,结果表明该传感器有良好的响应特性,提高了测试精度,非常适合应用于对大面积腐蚀的成像检测。
多功能化应用：脉冲涡流技术不仅可以用于金属材料的缺陷检测，还可以应用于金属材料的材质分析、残余应力测量等领域，具有更广泛的应用前景。
周德强[32]等人提出新的脉冲涡流差分信号特征值频谱幅值。通过研究，得到频谱幅值与表面缺陷深度均成近似线性关系，与亚表面及厚度减薄缺陷深度成指数关系的结论。
2.脉冲涡流技术理论研究进展
脉冲涡流检测基于法拉第电磁感应原理，采用矩形波作为线圈的脉冲激励输入。将电流或电压瞬间通入激励线圈中，激励线圈靠近被测物体表面会感应出呈指数型衰减的涡流。在短暂的通电期后，瞬间关断电流或电压输入会导致原磁场发生变化，从而在被测物体上产生原磁场成反作用的二次磁场。
（1）1968年，Dodd Deed创建了涡流检测探头的数值模型，掀起了涡流的解析解潮流。随后含有腐蚀的涡流的数值模型的分析，吸引了涡流检测专家的注意。对于脉冲涡流检测的理论分析，解析法和数值计算是常用的2种办法。
在解析法研究方面，lowa State University无损评估中心与希腊学者合作，在对脉冲涡流的拉普拉斯变换分析后，对平面导电体做了探究。通过对长短时间常数这两个指数进行激励，计算其响应信号，知道在电极数不多时，长时间常数这一指数激励脉冲涡流瞬时信号使得运算更快。
接着，英国研究者利用Fourier transform对脉冲涡流检测进行分析，并通过解析法分析脉冲涡流的提离，提高计算速度。而我国对解析方面的理论研究较少，以表面裂纹缺陷的非磁性被测体的检测为主，提出的脉冲涡流解析模型是用电磁波的传播与反射解析的，基于傅立叶变换的一种模型。
虽然解析法有许多的简化，但其解析仍旧繁琐，所以解析法只适用于简单的问题。而在解析模型前提下产生的数值计算法，能用数值来解答复杂的问题。因此，还需要用数值法来解决复杂的电磁场问题。
脉冲涡流的数值计算有有限元法、边界元法和时域有限差分法等三种方法
①二十世纪90年代，R。Ludwig等用混合有限元、有限差分、边界元法计算脉冲涡流在试件中的位置，在边界元中运用傅立叶变换的时间积分法，这样可以避免复杂的体积积分运算。
②2004年,L。Xuan等采用Meshless Element Free Galerkin解决脉冲涡流的计算问题。
③2008年，Martin Dadic提出了一种新型的时间步骤有限元模型。而我国对于数值计算的研究主要在有限元分析上。
④目前针对管道缺陷的无损检测方法主要有超声检测、渗透检测、射线检测及脉冲涡流检测[3-6]。可将其分为两大类，为停机拆卸包覆层检测和不停机无需拆卸包覆层检测。
其中，渗透检测和超声检测都为停机拆卸检测方法。渗透检测对裂纹类缺陷检测效果好，且不受被测材料的属性、缺陷形状的限制。检测成本低，效率高。但不能检测非开口缺陷，渗透剂可能对管道造成腐蚀、对环境有一定污染[7]。超声检测[8]主要针对试件内部的缺陷，能对不透明材料内部结构精准成像，且不影响被检测对象的使用性能，检测适用范围广，但受管道形状和材料限制。以上两种方法需要拆卸包覆层进行后续检测，检测完成后重新安装包覆层。此类方法耗时耗力，并在一定程度上为企业带来经济上较大的损失。无需拆卸包覆层的检测方法有射线检测和脉冲涡流检测方法。射线检测结果直观，便于分析，适用于大部分材料。能够对多种缺陷进行直观检测，但在垂直角度的缺陷检测中存在一定局限性，检测效率低，检测成本大。且射线对人体有害，需要考虑安全防护问题[9]。脉冲涡流检测具有检测速度快、数据采集和处理方便、穿透能力强等优点，能实现较大的提离距离下对管道进行有效检测。但对检测材料有限制，仅适用于导电材料[10-12]。基于石化、冶金行业所用管道大部分为金属导电材料，且管道外包裹着不同厚度的包覆层。使用停机拆卸检测方法极大的降低了检测效率、增加了检测成本。在非拆卸检测方法中，脉冲涡流检测方法相对于射线检测，检测效率更高，检测更便捷，且无需耗费辐射防护成本。能够在较大的提离下检测管道内外壁缺陷。基于以上各种无损检测方法分析，本文选用脉冲涡流检测法进行研究。
3.脉冲涡流检测探头研究进展
对于多层复合构造中腐蚀与裂纹缺陷的检测，脉冲涡流的穿透力起着关键的作用，否则深层的缺陷无法被检测。探头的磁场分布影响着检测性能、穿透深度，而脉冲涡流检测探头的磁场分布又与探头的几何形状及参数密不可分。
多元化探头设计：研究人员不断探索多种不同结构和形式的脉冲涡流检测探头，如线圈探头、阵列探头、微型探头等。这些新型探头设计可以满足不同应用场景下的需求，提高检测的灵敏度和分辨率。
（1） Tomasz Chady等人为了使探头适用于深层缺陷的检测，有较高的灵敏度和分辨率，基于对探头的结构和频率的优化，提出了对多频涡流探头的设计。
（2）Young-Kill Shin等人研究一种在激励线圈的底部与顶部各设置一个检测线圈的差分探头，并利用有限元分析、论证了其测量平板厚度实用性。
（3）E .Buvat利用体积积分法，将铁氧体磁芯加入探头，以增强磁场来提高检测效果。
（4）Shu Li等人设计了在一定电流的激励下，可通过闭磁路来增强磁场的差分探头，并通过U形探头来获得较高的信噪比，并通过两级差分探头来抑制提离效应。在检测表面以及浅表面结构缺陷中，因为矩形线圈可以使边缘效应消失，Fava等人研究了矩形线圈的长宽比对灵敏度的影响。国内对探头的优化设计方面研究较少，电涡流探头的性能主要是通过电涡流探头线圈的几何参数间关系来反映。
4.脉冲涡流对管道减薄缺陷检测的研究
由于在脉冲涡流系统检测金属管道时，空气中的噪声、探头提离、空气层都会对收集到的响应信号造成影响，现有的特征值提取方法会受到环境的影响，并不能准确的测到缺陷的位置。
目前国内利用脉冲涡流对带包覆层铁磁性管道检测的研究较少，而且脉冲涡流检测技术不成熟，由于国家的大力支持，迄今也是取得了一定的研究成果。
2017陈虎等人[13]建立了一套用于带包覆层管道内壁局部腐蚀检测的系统装置，应用于化工装置带包覆层管道的直管和弯头的壁厚减薄检测。
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