永磁扰动检测有限元分析及优化设计

永磁扰动检测是一种新型无损检测技术,通过永磁扰动传感器在铁磁构件表面扫查并拾取受缺陷影响下静磁场变化情况来判别缺陷尺寸大小。本文深入分析了永磁体与缺陷的扰动机制,并针对传感器设计理论不足、永磁扰动检测信号微弱等问题,提出了采用环绕式体线圈探测永磁体内产生的磁扰动及采用螺旋线圈探测永磁体与缺陷间的外磁扰动,并在此基础上探究感应线圈及永磁体的几何参数对永磁扰动检测效率的影响。通过有限元模型多参数化扫描及正交试验设计方法对永磁扰动传感器进行了优化设计,该方法能够有效地提高永磁扰动内、外感应电压的幅值。     

TD-SCDMA无线网络的技术特点及规划流程

TD-SCDMA(时分同步码分多址)技术是中国具有自主知识产权的3G技术主流标准。TD-SCDMA通信系统网络覆盖规划设计的理论研究较多,但规划的实践应用经验不足。文章根据TD-SCDMA通信系统的特点,研究在规划设计中涉及到的TD-SCDMA关键技术,基于2G网络规划的经验,提出更为完善的TD-SCDMA通信系统无线网络规划设计流程,同时讨论规划设计流程中运用的核心原理和算法。     

基于宽频激励电磁声谐振 7075 铝合金板厚检出概率

电磁超声换能器(EMAT)换能效率低、激发信号弱,而基于长周期激励信号以产生声波共振的电磁声谐振技术(EMAR)虽然可以提高接收信号的信噪比,然而可能导致主脉冲加宽并扩大超声波检测盲区,降低测量精度。本文应用一种宽频激励电磁声谐振技术(BE-EMAR)和一种Halbach阵列纵波EMAT,以单周期宽频激励作为EMAT输入信号,并利用EMAR方法对7075型铝合金试件板厚进行测量,借助检出概率(POD)模型来表征该技术针对微金属板厚的测量精度。实验结果表明,在未降噪时BE-EMAR得到的三种信噪比下的POD曲线中,对应的a_(50)或a_(90/95)最大差异值为0.05 mm,同一信噪比下降噪前后的最大差异值为0.07 mm,而在时差法(ToF)得到的POD曲线中这一最大差异值则为0.21 mm,因此说明BE-EMAR降噪前后得到的结果并无较大差别,该方案对于常规噪声信号不敏感;且降噪前后,在BE-EMAR得到的POD曲线中,a_(50)和a_(90/95)均可稳定在0.55 mm以内,证明了BE-EMAR比ToF测厚具有更优的精度、稳定性和抗噪能力。     

电磁超声检测系统中消除电磁干扰电路的设计

电磁超声技术作为一种非接触式探伤技术在恶劣工况条件下具有广泛的应用前景,然而其发射电路产生的以共模噪声为主的脉冲电磁干扰会影响检测电路的接收效果进而产生误检。针对该问题,设计了消除电磁干扰的硬件电路,构建了具有高速、高共模抑制比、高输入阻抗以及低噪等特点的复合仪表放大器。电路用高速低噪双通道ADA4817-2作为输入增益级放大器,后接高共模抑制性能的AD8429仪表运放,提高了电路对噪声的抑制能力。在工况下进行测试,结果表明该电路能够实现共模噪声的有效消除。     

电磁声谐振对Q235钢压缩形变评价研究

结构件塑性变形检测是设备安全运维中值得注意的重要问题。针对常见的Q235钢材料塑性变形问题,提出了一种基于电磁换能器谐振模式的非接触超声检测的方法。有别于传统的超声回波反射时差法测距原理,共振所产生的谐振超声能够显著增强电磁声谐振点的声波幅值,利用超声波在试件内共振方式实现更高精确的厚度检测。通过双波压缩叠加法及双波压缩叠乘法能够有效改善电磁声谐振信噪比并实现谐振点的提取。通过对标准试件的厚度测量,其厚度测量绝对误差控制在0. 2%以下,最后利用电磁声谐振实现对不同轴向压力载荷下Q235试件的形变测量。     

TD-SCDMA无线网络覆盖规划实践

TD-SCDMA技术是中国具有自主知识产权的3G技术主流标准。TD-SCDMA通信系统网络覆盖规划设计的理论研究较多,但实践应用经验不足。本文通过雅安市雨城区TD-SCDMA无线网络覆盖规划实例,验证了规划流程的可行性,为TD-SCDMA网络商业化运作提供良好的基础。     

电磁超声激励系统阻抗匹配网络的设计

电磁超声换能器的换能效率低是限制电磁超声技术广泛应用的一个重要因素,如何提高换能器的换能效率一直都是电磁超声领域的研究重点。激励线圈作为激励系统中十分重要的一部分,其激励电流的大小决定试件表面产生电磁力的大小。但是,由于线圈和功率放大器之间存在严重的阻抗失调,使其流过的电流及获得的功率不是很理想。为此,根据电抗元件网络可精确实现调谐和变阻的特性,结合二进制的组合方式,设计了能够匹配多种频率线圈的电抗网络。该网络的接入可实现功率源和负载之间的最大功率传递,提高加载在线圈上的电流,为电磁超声激励提供较大的能量。仿真和实验结果表明:该匹配网络能在0.5~5MHz宽频率范围内有效地提高电源的输出效率,提升电磁加载的信噪比及转换效率,为电磁超声的后续研究奠定基础。     

电磁超声非线性效应表征的 Lyapunov 指数分析方法

针对金属疲劳损伤非线性效应非接触式检测需求及其低信噪比问题,提出电磁超声方案对非线性效应进行信号拾取, 并采用 Duffing 混沌系统实现对金属疲劳程度定量评估,进而依据相轨图和 Lyapunov 指数表征材料疲劳演变非线性特性。 采用 有限元方法分析铝合金疲劳损伤演变过程,基于材料 Murnaghan 模型和微裂纹等效弹簧模型,研究疲劳损伤演变过程中相对非 线性系数变化规律;进而探究 Duffing 混沌系统对于非线性效应特征提取的抗噪能力,当信噪比在 20 dB 时,相对非线性系数误 差为 132. 12% ,而 Lyapunov 指数误差为 8. 82% ,因而 Lyapunov 指数较非线性系数而言有显著的抗噪能力;此外,基于对铝合金 疲劳检测进行实验研究,验证了电磁超声非线性效应 Lyapunov 指数表征分析方法的可行性及准确性。 研究结果表明,Lyapunov 指数能够有效应对电磁超声非线性检测过程中低信噪比问题,从而提升非线性特征拾取的灵敏度和可重复性,进一步增强电磁 超声等非接触式超声检测方法在疲劳在线检测演变的工程应用的贡献。     

电磁加载对超声传播特性的影响

近年来,非线性超声技术在检测结构微损伤方面的能力引起了国内外学者广泛的关注。如何提高闭合裂纹引起的非线性声学响应是非线性超声检测技术要解决的关键问题。本文提出利用电磁加载的方式激励闭合裂纹处于动态扩展状态,并实现对超声的调制过程,进而产生较为强烈的超声非线性效应。通过研究电磁加载过程对闭合裂纹的激励效果,分析不同电磁加载参数对超声传播过程的影响特性,给出超声回波信号与电磁加载之间的对应关系,为超声非线性检测技术的工程应用提供重要依据。     

基于Halbach阵列电磁超声纵波换能器优化设计

传统电磁超声纵波换能器换能效率低,水平偏置磁场弱且无法被充分利用,导致回波信号幅值小,影响检测结果的准确性.该文应用一种新型纵波换能器,其永磁体磁极方向按照Halbach阵列排布,能够显著增强水平磁场.为提高其回波幅值,利用有限元软件进行建模,分别采用正交试验和均匀试验方法,在考虑线圈匝数的前提下,对换能器参数进行优化.仿真结果表明,降低导线间距、导线宽度和导线高度,将永磁体提离距离固定在合适范围内,均可以增强回波信号;设置合适的激励电流频率,能够使得声衰减和回波幅值处于适中水平,有利于检测.实验结果表明,优化后的换能器相较于优化前回波幅值提高了83％.