CN112666395B - 非接触式的金属材质电导率测量方法及*** - Google Patents
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Abstract
本公开提供了非接触式的金属材质电导率测量方法，该方法包括：测量被测试金属件所对应的涡流磁场ΔB0(z)，其中，所述测量***为轴对称结构或者等效轴对称结构；建立涡流磁场与被测试金属件电导率的关系式；根据测量***测量并结合涡流磁场与被测试金属件电导率的关系式，获取被测试金属件电导率。本发明通过搭建测试***测试被测试金属件所对应的涡流磁场，并通过预先存储建立的涡流磁场与被测试金属件电导率的关系式，得到金属的电导率，从而不需要采取当量比较，也不需要通过鉴别被测试金属件与标块间的差别来实现测量。因此，本方法实质为一种更为便捷、非接触式的直接测量方法。
Description
技术领域
本公开涉及电导率测量方法技术领域，尤其涉及非接触式的金属材质 电导率测量方法及***。
背景技术
传统的金属电导率测量大多采用在导体两端施加电流信号，通过测量 两端电压信号，利用欧姆定律计算得到导体电阻的方法。由于电阻除了与 材料电导率有关以外，还与导体的长度和截面积有关，因此需要再根据导 体的尺寸和施加电流信号的边界条件计算出导体的电导率。这种计算和测 量方法的缺点是依赖于导体的尺寸，并且必须对导体通入电流信号，属于接触式测量。这类方法的测量精度受到电极接触方式和导体电导率量级的 影响较大，特别是被测导体电导率非常高的情况下，施加的电流信号在导 体两端产生的电压信号非常微弱，从而导致测量误差较大。
涡流检测是基于电磁感应原理的一种无损检测技术，与前面分析的传 统金属电导率测量方法相比较，虽然两者之间电流施加方式不一样，但是 导体内部涡流的检测同样受到电极接触方式等因素的影响，检测过程极其 不方便，仍然属于接触式测量。这种方法最大缺点是电路复杂，测量结果 干扰因素多，参数容易漂移，需要经常进行校准，不能实现对电导率自动连续地测量。同时，线圈作为中间物理环节，是将受涡流影响的磁场信号 转换成电压信号，即电压信号包含了除了被测材料电导率以外的其他诸多 非有用信号。这必然带来许多不必要的干扰，并且受到激励电流频率和幅 值大小的影响。因此，只有完全摆脱检测线圈的束缚，才能真正实现金属 材料电导率精确的非接触式测量。另一方面，建立涡流磁场与金属电导率 的关系，若单纯从实验方法建立它们之间的联系，必须建立非常庞大的样本数据库，并且对实验装置的要求也非常的高。若单纯从电磁学原理方程 出发，建立两者的精确数学关系表达式，同样会涉及到非常复杂的数学推 导和计算。
发明内容
本公开针对上述问题，提出非接触式的金属材质电导率测量方法。
为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提出如下技术方案：
第一方面，提供了非接触式的金属材质电导率测量方法，包括以下步 骤：S101.通过测量***测量被测试金属件所对应的涡流磁场ΔB0(z)，其 中，所述测量***为轴对称结构或者等效轴对称结构；
S102.数据处理模块进行存储建立的相应测量***中的涡流磁场与被 测试金属件电导率的关系式；
S103.根据测量***测量涡流磁场ΔB0(z)并结合涡流磁场与被测试金 属件电导率的关系式，获取被测试金属件电导率。
在一些实施方式中，获取涡流磁场ΔB0(z)的步骤，包括：
测量之前，获得测量探头所对应的源场B0(z)，包括：将对应测量探头 单独放入空间区域，并确保周围没有金属物质，此时磁场传感器输出值即 源场B0(z)；
测量过程中，将测量探头放置在被测试金属件表面，记录下此时磁场 传感器输出值，此时磁场传感器输出值为源场和涡流磁场之和B(z)。
将测量记录值B(z)减去之前得到的源场B0(z)，就可以得到被测试金属 件所对应的涡流磁场ΔB0(z)。
在一些实施方式中，建立涡流磁场与被测试金属件电导率的关系式， 是用于对所述测量探头反馈的测量信号进行分析以及运用预先存储的算法， 包括以下步骤：
获取测量***的区域中磁感应强度各分量的数学表达式；
根据数学表达式并利用不同金属材质所对应的涡流磁场进行取模运 算，得到的结果再进行最小二乘法拟合，得到轴向涡流磁场与电导率关系 曲线；
通过曲线拟合，建立以下轴向涡流磁场与电导率关系表达式：
y＝－0.01375098369612x2+0.24014968145481x+0.11463161109536
其中，表达式中y表示轴向涡流磁场强度值，单位为10-3T，x表示为 被测试金属件的电导率值，单位为107S/m；
采用多项式求根函数roots，可以根据测量得到的涡流磁场，获得被测 试金属件的电导率。
在一些实施方式中，获取测量***的区域中磁感应强度各分量的数学 表达式，包括以下步骤：
步骤1.采用圆柱坐标系，此时磁矢势A仅有圆周分量，得出在径向位 置r和轴向位置z的函数，并根据变量分离法结合测试***满足的电磁学 方程获得磁矢势A，A表示为特征函数的级数和形式：
其中J1表示一类一阶Bessel函数，Y1表示二类一阶Bessel 函数，Ai、Bi、Ci和Di为未知系数；
步骤2.激励线圈与被测试金属件之间为采用的空气域，函数Y1发散，因此Bi＝0，根据测试***不同媒介之间所满足的电磁学边界条件， 获得激励线圈与被测试金属件之间空气域的磁矢势解析表达式为：
其中，AS为激励线圈所产生的源场磁矢势，Ae表示为被测试金属件内 部涡流引起的磁矢势；
步骤3.根据以下计算公式并结合获取的激励线圈上方空间区域磁矢势
可以得到区域(0≤z≤z1)处磁感应强度各分量的解析表达式：
其中，特征值αi J1(αih)＝0为的正根，B0(r)和B0(z)分别代表由激 励 线圈单独作用下的导电试件上方区域的径向和轴向磁场，ΔB0(r)和ΔB0(z) 分别代表由试件内部感应涡流引起的径向和轴向涡流磁场。
第二方面，提供电导率测试***，用于执行上述非接触式的金属材质 电导率测量方法，包括：
激励装置，用于产生激励信号并进行处理输送给测试探头；
测试探头，用于产生检测被试件表面的磁场信号，并将所述磁场信号 转换为电压信号发送给数据处理模块；
数据处理模块，用于对所述测量探头反馈的测量信号进行分析以及运 用预先存储的求解算法，得到被测试金属件的电导率值。
在一些实施方式中，所述测试探头包括激励线圈和磁场传感器；
所述激励线圈用于产生检测被测试金属件表面的磁场信号；
所述磁场传感器用于检测被测金属试件上方的磁场信号，并将所述磁 场信号转化为电压信号。
在一些实施方式中，激励装置包括有相连接的信号发生器和功率放大 器，
信号发生器，用于产生激励信号：
功率放大器，用于对的激励信号进行放大，功率放大器的输出端连接 的激励线圈。
在一些实施方式中，磁场传感器与激励线圈之间设置隔离层进行分开， 磁场传感器的下面设置有保护层。由此，保护层可以对磁传感器起防护作 用，并确保与被测试金属件表面保持一定的提离高度。
本公开的有益效果是，本发明通过搭建测试***测试对被测试金属件 所对应的涡流磁场，并结合数据处理模块中的处理调用涡流磁场与被测试 金属件电导率的关系式，得到金属的电导率。本发明并不需要采取当量比 较，也不需要通过鉴别被测试金属件与标块间的差别来实现测量。因此， 本方法实质为一种更为便捷、非接触式的直接测量方法。
另外，在本公开技术方案中，凡未作特别说明的，均可通过采用本领 域中的常规手段来实现本技术方案。
附图说明
为了更清楚地说明本公开具体实施方式或现有技术中的技术方案，下 面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍， 显而易见地，下面描述中的附图是本公开的一些实施方式，对于本领域普 通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获 得其他的附图。
图1为本公开一个实施例提供的非接触式的金属材质电导率测量方法 的流程图；
图2为本公开另一个实施例提供的建立涡流磁场与被测试金属件电导 率的关系式的原理图；
图3为本公开一个实施例提供的电导率的测试***的结构示意图；
图4为本公开一个实施例提供的电导率的测试***的数据处理模块的 模块示意图；
图5为本公开一个实施例提供的测试探头的结构示意图；
图6为本公开一个实施例提供的测试探头的拟合曲线的示意图。
具体实施方式
为了使本公开的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图 及实施例，对本公开进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体 实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用以解释本公开， 并不用于限定本公开。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没 有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
需要说明的是，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图 在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、 ***、产品或服务器不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括 没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或 单元。
实施例1：
参考说明书附图1，示出了本申请一个实施例提供的非接触式的金属材 质电导率测量方法，该方法可以包括以下步骤：
S101：测量被测试金属件所对应的涡流磁场ΔB0(z)，其中，所述测量 ***为轴对称结构，包括激励探头与被测试金属件；
S102：建立涡流磁场与被测试金属件电导率的关系式；
S103：根据测量***测量并结合涡流磁场与被测试金属件电导率的关 系式，获取被测试金属件电导率。
具体的，获取涡流磁场ΔB0(z)的步骤，包括：
S301：测量之前，提前获得该类型测量探头所对应的源场B0(z)；
在可选的实施例中，将对应测量探头单独放入空间区域，并确保周围 没有金属物质，此时磁场传感器输出值即源场B0(z)。
S302：测量过程中，将测量探头放置在被测试金属件表面，记录下此 时磁场传感器输出值；
具体的，在实际测量中，磁场传感器获得的是空间磁感应强度值，即 源场B0(z)和涡流磁场ΔB0(z)之和，此时磁场传感器输出值为源场和涡流磁 场之和B(z)。
由此可知，将测量记录值B(z)减去之前得到的源场B0(z)，就可以得到 该金属材质所对应的涡流磁场ΔB0(z)。
在可选的实施例中，源场B0(z)除了受到激励线圈参数影响外，不同位 置处的源场值也不一样。因此，假设磁场测量位置不变，即将磁场传感器 固定在激励线圈某个相对不变的位置，则对于同种类型的激励探头，源场 B0(z)是不发生变化的。而对于轴向涡流磁场ΔB0(z)，除了受到空间位置影 响外，还受到被测试金属件的金属电导率有关。因此，对于相对磁导率通 常为1的金属，可以建立被测试金属件电导率和轴向涡流磁场ΔB0(z)之间 的变化关系。
在可选的实施例中，为了避免金属不同位置处电导率可能存在的略微 差异，若被测量件是整个金属材料的电导率，可以采用不同位置多次测量 取平均值的方法，得到涡流磁场的平均值。
因为传统涡流实现电导率测量方法中，涡电流是激励线圈在金属表面 作用的综合作用效果，不利的影响因素诸多。由此，采用本测量方法就并 不受源场的影响，同时也避免了检测探头几何误差以及激励电流参数等不 稳定因素的影响，在一定程度上提高了测量的精确度和稳定性。
在可选的实施例中，建立涡流磁场与被测试金属件电导率的关系式， 是用于对所述测量探头反馈的测量信号进行分析以及运用预先存储的算法， 包括以下步骤：
获取测量***的区域中磁感应强度各分量的数学表达式；在本实施例 中，是采用轴向涡流磁场与电导率的数学表达式，也是可以采用径向涡流 磁场与电导率的数学表达式；
根据数学表达式并利用不同金属材质所对应的涡流磁场进行取模运 算，得到的结果再进行最小二乘法拟合，得到轴向涡流磁场与电导率关系 曲线；
通过曲线拟合，建立以下轴向涡流磁场与电导率关系表达式：
y＝－0.01375098369612x2+0.24014968145481x+0.11463161109536
其中，表达式中y表示轴向涡流磁场强度值，单位为10-3T，x表示为 被测试金属件的电导率值，单位为107S/m；
采用多项式求根函数roots，可以根据测量得到的涡流磁场，获得被测 试金属件的电导率。
作为本实施例中的优选方式：建立涡流磁场与被测试金属件电导率的 关系式，如图2所示，结合测试***构建测试原理图，测试***包括测试 探头、被测试金属件，测试探头包括磁场传感器和激励线圈，建立的关系 式包括以下步骤：
采用圆柱坐标系，此时磁矢势A仅有圆周分量，获取在径向位置r 和轴向位置z的函数；因为所述测量***满足以下电磁学方程：
其中k2＝jωμσ，σ为被测试金属件的电导率。
设求解区域在径向是有限的(0≤r≤h)，并施加r＝h处Dirichlet边 界条件。根据变量分离法，公式(1－1)的一般解具有以下形式：
其中J1表示一类一阶Bessel函数，Y1表示二类一阶Bessel 函数，Ai、Bi、Ci和Di为未知系数。
因此，公式(1－2)得到的磁矢势A表示为特征函数的级数和形式。
在可选的实施例中，激励线圈与被测试金属件之间为采用的空气域， 函数Y1发散，因此Bi＝0。考虑到空气域的电导率为0，所以此区域磁矢势 (k＝0)具有以下形式：
此外，为了保证区域1磁矢势的有限，如图所示，区域1是指被测试 金属件内部，设公式(1－2)中Di＝0。因此，导电区域的磁矢势具有以下形 式：
公式(1－3)和(1－4)中的未知系数可以通过施加这两个区域之间的 边界条件(1－5)，得以确定。
将公式(1－3)和(1－4)代入公式(1－5)，可以得到两个未知系数
系数C0i只与激励线圈的参数有关，而与测试件的物理特性无关，被称 为源场系数，具有下面形式：
其中，i＝NcI/[(r2-r1)(z2-z1)]为线圈的源流密度，Nc为线 圈匝数，I为电流幅值，公式χ(αr1,αr2)采用如下公式计算得到。
因此，激励线圈与被测试金属件之间空气域的磁矢势的解析表达式为
其中，AS为激励线圈所产生的源场磁矢势，Ae表示为被测试金属件内 部涡流引起的磁矢势。
在可选的实施例中，根据以下计算公式
可以得到区域(0≤z≤z1)处磁感应强度各分量的解析表达式：
其中，特征值αi为J1(αih)＝0的正根。B0(r)和B0(z)分别代表由激励线 圈单独作用下的导电试件上方区域的径向和轴向磁场。ΔB0(r)和ΔB0(z)分 别代表由试件内部感应涡流引起的径向和轴向涡流磁场。
具体的，本申请中公式的符号如下表1所示：
表1
具体的，根据获取的金属电导率与轴向涡流场的数学表达式，通过计 算求解在典型常用金属条件下，轴向涡流场的数值大小，因为求解得到的 涡流场为复数形式，因此需要进行取模运算。如表2所示的计算结果，可 以发现轴向源场始终保持不变，金属电导率只改变涡流场的大小。
表2不同金属材质的磁场计算结果
基于以上计算所得到的数值，利用最小二乘法拟合，得到轴向涡流磁 场与电导率关系曲线，如说明书附图图6曲线所示，图6横坐标为金属材 质的电导率，单位为107S/m，纵坐标为轴向涡流磁场值，单位为10－3T。
通过曲线拟合，建立以下轴向涡流磁场与电导率关系表达式：
y＝-0.01375098369612x2+0.24014968145481x+0.11463161109536
表达式中y表示轴向涡流磁场强度值，单位为10-3T，x表示为被测试金属 件的电导率值，单位为107S/m。
在可选的实施例中，采用Matlab软件中多项式求根函数roots，可以 根据测量得到的涡流磁场，获得被测试金属件的电导率值。由于采用二次 多项式拟合，因此利用roots函数通常有两个根，一般取较小的值作为被 测试金属件的电导率值。
举例说明，使用金属铬为例，验证以上测量方法获取的电导率的精确 度。金属铬的电导率为3.8×107S/m，这里采用公式(1－11)的计算值作 为实际测量的涡流磁场值，其模的大小为0.82921410671475×10-3T。根 据涡流磁场值，结合建立的轴向涡流磁场与电导率关系表达式和求根函数， 计算得到此时对应的材料电导率为13.65991957035989×107S/m和 3.80426239376905×107S/m。根据方程根取小规则，此时材料电导率应为3.80426239376905×107S/m。因此，通过此方法求得的金属电导率误差为 0.11％，完全符合测量精度的要求。
在可选的实施例中，在测试***中布置有温度传感器，用于补偿温度 对材料电导率的影响。因为金属电导率受温度的影响较明显，而一般给出 的材料电导率通常是在温度为20℃下测量得到的值，因此，若要准确评估 被测试金属件的电导率，需要在测量***中布置温度传感器，以补偿温度对材料电导率的影响。
本发明还可以引申的应用场合，就是判断金属的材质，电导率是金属 的一个固有属性，根据测得的电导率值，通过查询表的方法，可以确定被 测试金属件的材质。当然，某种金属材质的电导率应该处于一个范围，而 不能认为是一个固定的数值。因此，应预先确定每种金属材料的电导率范 围区间。
在本实施例中，测量被测试金属件所对应的涡流磁场ΔB0(z)以及建立 涡流磁场与被测试金属件电导率的关系式获取电导率，从电导率的获取过 程中发现，本发明的优点还表现在，并不需要采取当量比较，通过鉴别被 测试金属件与标块间的差别来实现测量。因此，本方法实质为一种更为便 捷、非接触式的直接测量方法。
实施例2：
参考说明书附图3－5，示出了本申请一个实施例提供的用于执行上述任 一测试方法的测试***，包括：
激励装置，用于产生激励信号并进行处理输送给测试探头进行交变电 流激励；
测试探头，用于产生检测被测试金属件表面的磁场信号，并将所述磁 场信号转换为电压信号发送给数据处理模块；
数据处理模块，用于对所述测试探头反馈的测量信号进行分析以及运 用预先存储的求解算法，得到被测试金属件的电导率值。
测试探头包括激励线圈和磁场传感器；所述激励线圈用于产生检测被 测试金属件表面的磁场信号，所述磁场传感器用于检测被测金属试件上方 的磁场信号，并将所述磁场信号转化为电压信号。
数据处理模块包括信号采集处理单元、数据处理单元、校验单元以及 存储单元，所述存储单元预先存储有被测试金属件电导率与涡流磁场的关 系式以及步骤算法；
信号采集处理单元，用于对获取的测试探头反馈的测量信号进行采集 并进行放大处理后获取需求的电压信号；
数据处理单元，用于根据获取的电压信号并调用预先存储在存储单元 中的步骤算法进行处理获取输出电导率值；
校验单元，用于对获取的电导率值进行修调以及验证，并将校验结果 反馈给数据处理单元。
如图3所示，激励装置包括有相连接的用于产生激励信号的信号发生 器和用于对的激励信号进行放大的功率放大器，功率放大器的输出端连接 的激励线圈。图中的数据采集即本申请中的数据处理模块，数据处理模块 对测试探头反馈的测量信号进行处理后发送给计算机进行显示，数据处理 模块包括图中的信号放大、信号处理、数据处理单元，本申请中的信号采集处理单元即图3中所指的信号处理和信号放大，本申请中的数据处理单 元即图3中所指的数据处理，具体的，将测试探头测量得到的微弱信号， 首先进行信号放大处理，并经过信号处理电路，得到可以直接处理的电压 信号，再通过数据处理，例如单片机等手段处理，并根据预先存储的步骤 算法，得到被测试件的电导率值，并最终实现直接显示和存储。
具体的，信号发生器用于产生一定频率的正弦交流信号，比如信号发生 器可以使用绿扬YB1602型号函数信号发生器，产生频率为1kHz的正弦交 流信号，经功率放大器放大后的周期性正弦信号在激励线圈中产生交变磁 场，施加到被测试金属件上。
具体的，激励线圈1和磁场传感器2一同封装在测试探头的外壳3内 部，磁场传感器2放置在线圈骨架4的轴线位置，并与激励线圈1之间的 垂直距离保持固定值，磁场传感器2与激励线圈1之间设置隔离层5进行 分开。激励线圈1的输入电流与磁场传感器2的输出电压，通过引出端6、 信号线7与外部进行信息交换。由此，测试探头的设计可以使磁场传感器2 与激励线圈1保持固定值。
具体的，激励线圈1采用漆包线绕制而成，线圈内半径为2mm，外半径 为4mm，线圈总匝数为800匝，探头长度为3mm。
磁场传感器2可采用基于隧道磁电阻技术的高灵敏度磁传感器 TMR2905，其尺寸为3mm x 3mm x 0.75mm。安装时，磁场传感器2需要将其 敏感方向放置于被测磁场的测量方向。
具体的，磁场传感器2与激励线圈1之间设置隔离层5进行分开，磁 场传感器2的下面设置有保护层8。保护层8可以对磁传感2器起防护作用， 并确保与被测试金属件表面保持一定的提离高度。其中，隔离层5和保护 层8均由非导电、非导磁的材料制作。
具体的，使用时将测试探头置于被测试金属件上方，首先信号发生器 的输出端与功率放大器的输入端导线相连，然后功率放大器的输出端与测 试探头的激励线圈导线相连，信号发生器生成的周期性正弦信号经过功率 放大器放大处理之后输入给测试探头的激励线圈，用于驱动测试探头的激 励线圈产生检测被测金属试件时所需的交变磁场。
需要说明的是，上述实施例提供的***，在实现其功能时，仅以上述 各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功 能分配由不同的功能模块完成，即将设备内部结构划分成不同的功能模块， 以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的***与方 法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
需要说明的是：上述本说明书实施例先后顺序仅仅为了描述，不代表 实施例的优劣。且上述对说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所 附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步 骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。 另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相 同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例， 所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以 通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，程序可以存储 于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器， 磁盘或光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发 明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在 本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.非接触式的金属材质电导率测量方法，其特征在于，包括：
S101.通过测量***测量被测试金属件所对应的涡流磁场，其中，所述测量***为轴对称结构或者等效轴对称结构，获取涡流磁场/>的步骤，包括：
测量之前，获得测量探头所对应的源场，包括：将对应测量探头单独放入空间区域，并确保周围没有金属物质，此时磁场传感器输出值即源场/>；
测量过程中，将测量探头放置在被测试金属件表面，记录下此时磁场传感器输出值，此时磁场传感器输出值为源场和涡流磁场之和;
将测量记录值减去之前得到的源场/>，得到被测试金属件所对应的涡流磁场；
S102.数据处理模块进行存储建立的相应测量***中的涡流磁场与被测试金属件电导率的关系式，建立涡流磁场与被测试金属件电导率的关系式是用于对测量探头反馈的测量信号进行分析以及运用预先存储的算法，包括以下步骤：
获取测量***的区域中磁感应强度各分量的数学表达式；
根据数学表达式并利用不同金属材质所对应的涡流磁场进行取模运算，得到的结果再进行最小二乘法拟合，得到轴向涡流磁场与电导率关系曲线；
通过曲线拟合，建立以下轴向涡流磁场与电导率关系表达式：
其中，表达式中表示轴向涡流磁场强度值，单位为/>，/>表示为被测试金属件的电导率值，单位为/>S/m；
采用多项式求根函数roots，根据测量得到的涡流磁场，获得被测试金属件的电导率；
S103.根据测量***测量涡流磁场并结合涡流磁场与被测试金属件电导率的关系式，获取被测试金属件电导率；
获取测量***的区域中磁感应强度各分量的数学表达式，包括以下步骤：
步骤1.采用圆柱坐标系，此时磁矢势仅有圆周分量，得出径向位置/>和轴向位置/>的函数，并根据变量分离法结合测试***满足的电磁学方程获得磁矢势/>，/>表示为特征函数的级数和形式：
其中 ，/>表示一类一阶Bessel函数，/>表示二类一阶Bessel函数，/>、/>、/>和/>为未知系数，/>为圆周径向位置，/>为圆周轴向位置；
步骤2.激励线圈与被测试金属件之间为采用的空气域，函数发散，因此/>，根据测试***不同媒介之间所满足的电磁学边界条件，得到激励线圈与被测试金属件之间空气域的磁矢势解析表达式为：
其中，表示为激励线圈所产生的源场磁矢势，/>表示为被测试金属件内部涡流引起的
磁矢势；
步骤3.根据以下计算公式并结合获取的激励线圈上方空间区域磁矢势
得到区域(0≤≤/>)处磁感应强度各分量的解析数学表达式：
其中，特征值为/>＝0的正根，/>和/>分别代表由激励探头单独作用下的导电10试件上方区域的径向和轴向磁场，/>和/>分别代表由试件内部感应涡流引起的径向和轴向涡流磁场。
2.电导率测试***，用于执行权利要求1所述非接触式的金属材质电导率测量方法，其特征在于，包括：
激励装置，用于产生激励信号并进行处理输送给测试探头进行交变电流激励；
测试探头，用于产生检测被测试金属件表面的磁场信号，并将所述磁场信号转换为电压信号发送给数据处理模块；
数据处理模块，用于对所述测量探头反馈的测量信号进行分析以及运用预先存储的算法，得到被测试金属件的电导率值。
3.根据权利要求2所述的电导率测试***，其特征在于，数据处理模块包括信号采集处理单元、数据处理单元、校验单元以及存储单元，所述存储单元预先存储有被测试金属件电导率与涡流磁场的关系式以及步骤算法；
所述信号采集处理单元，用于对获取的测试探头反馈的测量信号进行采集并进行放大处理后获取需求的电压信号；
所述数据处理单元，用于根据获取的电压信号并调用预先存储在存储单元中的步骤算法进行处理获取输出电导率值；
所述校验单元，用于对获取的电导率值进行修调以及验证，并将校验结果反馈给数据处理单元。
4.根据权利要求2所述的电导率测试***，其特征在于，所述测试探头包括激励线圈和磁场传感器；
所述激励线圈用于产生检测被测试金属件表面的磁场信号；
所述磁场传感器用于检测被测金属试件上方的磁场信号，并将所述磁场信号转化为电压信号。
5.根据权利要求2所述的电导率测试***，其特征在于，激励装置包括有相连接的信号发生器和功率放大器，
信号发生器，用于产生激励信号；
功率放大器，用于对的激励信号进行放大，功率放大器的输出端连接的激励线圈。
6.根据权利要求2所述的电导率测试***，其特征在于，磁场传感器与激励线圈之间设
置隔离层进行分开，磁场传感器的下面设置有保护层。
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