电磁超声兰姆波换能器在金属板检测中的优化

为了提高电磁超声波在金属板中的传播距离,研究了金属板检测中的电磁超声兰姆波换能器的换能机理.通过分析兰姆波在金属板中传播的频散曲线,得出低频率范围内A0、S0模态兰姆波具有远传特性.对兰姆波换能器进行仿真计算,分析了在单极型永磁铁和马蹄形磁铁作用下,线圈受到的磁感应强度和洛伦兹力的分布情况,并对马蹄形兰姆波换能器进行了实验研究.结果表明,当激励频率为400 kHz时,S0模态兰姆波得到了有效抑制,使A0模态兰姆波幅值达到最大,传播距离可达18 m;在马蹄形磁铁作用下,兰姆波换能器的有效检测距离是单极型磁铁的1.8倍.     

超声导波电磁声换能器的研究进展

超声导波具有检测范围大、检测效率高等优点,广泛应用于板、管等典型波导结构的缺陷检测.作为超声导波换能器类型之一,电磁声换能器(electromagnetic acoustic transducer,EMAT)得到广泛关注和快速发展.综述了近20年来超声导波电磁声换能器的研究进展.主要包括:针对板和管结构超声导波检测的单模态EMAT结构设计;用于提高激励导波的能量和模态单一性的EMAT线圈与磁体结构参数的优化,针对非金属材料检测的新型贴片式EMAT的结构设计;阵列技术在EMAT性能优化上的应用和在缺陷定位和成像上的应用.     

基于相控技术的钢板电磁超声检测方法

为了提高钢板中电磁超声回波信号,提出了一种基于相控技术的钢板电磁超声检测方法.研究了相控聚焦技术和钢板中电磁超声换能器的换能机理,通过多阵元组成激发换能器阵列,运用延时法使超声波在目标区等相位叠加,实现超声波聚焦,并在Q235钢板上采用分立式结构进行实验验证.结果表明:该方法有效弥补了收发换能器间声程差引起的相位偏移,激励电压一致时,658 mm处接收的回波信号幅值提高为中心换能器单独激发时的2倍;采用三阵元激励换能器阵列检测方法可实现缺陷处的超声波聚焦,520 mm处缺陷回波幅值提高为中心换能器单独激发时的1.83倍.     

电磁超声表面波辐射声场的三维有限元分析

为了得到电磁超声表面波换能器在被测试件表面和内部的辐射声场分布,采用ANSYS有限元仿真软件对电磁超声换能器辐射声场进行仿真.建立了电磁超声换能器三维有限元模型并进行了优化,给出了被测试件中感生涡流与换能器激励线圈参数的量化关系.通过电磁结构耦合的方法得到被测试件内部及表面不同方向质点的位移变化,分析了在被测试件内部的辐射声场分布,并给出了被测试件表面辐射声场的指向性规律.根据仿真模型搭建了电磁超声探伤平台,实验结果与指向角仿真结果基本吻合.实验结果表明：对电磁超声表面波辐射声场的有限元仿真,为其设计优化、实际探伤范围的确定、接收线圈放置位置,以及收发装置的安装角度提供了依据.     

电磁换能器加载效率的优化设计与仿真

针对传统的电磁超声换能器导线与铝板间由于集肤效应导致加载效率较低这种情况,设计了一种改造电磁超声加载线圈和整体结构的新型电磁超声加载装置。基于有限元仿真软件,分别建立传统与新型的电磁超声加载器的有限元分析模型,并对其激发过程进行仿真,将两模型所得仿真结果 (铝板内洛伦兹力,交变电流密度)进行分析对比。得出结论:新型的电磁超声设计能够显著提高加载效率。     

复小波变换在超声信号分析中的应用

超声信号中标志实际测量目标的回波信号常常因受到由材料内部微缺陷（如裂纹、空穴、夹杂等）引起的众多回波干扰信号的干扰而难以识别。为此,本文利用复小波分析方法对实测超声信号进行了分析。试验表明,该技术成功解决了上述难题,并充分提高了超声检测的准确性。     

电磁超声检测系统阻抗匹配电路优化设计

为了提高电磁超声检测系统的检测效率,首先使用ADS电路开发软件设计阻抗匹配电路,而后利用MULTISIM仿真分析软件对所设计的阻抗匹配电路进行仿真分析,最后采用相应的电磁超声检测设备进行物理实验。研究结果表明：相比较于未经阻抗匹配设计的电磁超声检测系统,经过阻抗匹配设计后的检测系统,检测效率更高,实用价值更好。     

小波分析在超声检测中的应用

主要介绍了小波分析的基本方法及其在岩石超声检测信号分析中的应用     

电磁超声在钢管探伤中的应用

为了提高超声波换能器的电 声转换效率与探伤精度,利用直接频率合成技术对电磁超声表面波进行激励,并采用选频放大技术对电磁超声接收信号进行处理.实验分析中通过改变激励信号的强度、频率、脉冲串个数、激发相位,得到电磁超声波激发的最佳条件,所设计的锁相放大电路能将微弱的电磁超声接收信号从强噪声背景中分离,有效改善接收信号的信噪比.实验结果表明,电磁超声检测方法可以实现无接触测量,适用于高温、高速、涂覆状态下的超声检测.     

功率超声换能器夹持电容的在线检测的研究

为了解决大功率超声应用的换能器电端匹配问题,分析了超声波换能器在谐振频率三次谐波下的阻抗特性,给出了超声换能器三次谐波下的阻抗电路模型,并根据阻抗电路模型建立了对超声换能器的夹持电容实现在线检测简单、可靠性高的方法,实验证明该方法有效的,该方法可以在换能器工作 过程中随时检测夹持电容的变化,根据检测结果对匹配电感进行动态调整,实现真正意义上的换能器电端的动态,而大大改善匹配质量,提高系统的工作性能。     

超声检测缺陷分类的降噪及特征提取问题研究

针对超声检测回波信号中可能具有噪声干扰并难以剔除的问题,提出了利用“小波降噪”对超声信号进行处理的算法和应用“类别可分性判据”评价特征值的方法,并通过实验进行了验证。首先将小波变换用于超 声信号噪声处理,然后利用类别可分性判据对缺陷信号的特征选择进行评价,最后通过RBF网络对获得的超声检波信号进行缺陷分类以验证这种方法的有效性,实验结果表明：小波降噪算法充分利用了超声回波信号的时域、频域信息,不仅降噪效果明显,而且缺陷定位准确;类别可分性判据对缺陷信号的特征提取也起了定量衡量尺度的作用。     

基于涡流检测的曲面涂层厚度影响因素分析

曲面涂层厚度测量已成为涡流检测实践中的一个重要课题.本文基于涡流检测技术研究了曲面涂层厚度检测的影响因素,使用ANSYS分析软件建立了曲面的三维涡流场有限元模型;通过定义材料属性,划分网格,设置边界条件,加载及求解等,计算了曲面的曲率半径大小、厚度以及提离距离变化对涡流信号的影响,分析了检测线圈阻抗变化与涂层厚度之间的对应关系.通过仿真,得到了曲面曲率的半径大小和厚度对涡流信号的影响规律,为实际检测曲面涂层厚度提供了可靠的理论依据和技术支持.     

基于三重相关的电磁检测信号处理

本文把三重相关技术应用于电磁检测中的磁信号分析处理。通过试验研究表明,三重相关技术可以有效地从噪声中恢复磁信号波形,特别是在低信噪比的情况下尤其明显,为电磁检测实际磁信号分析提供一种可供选择的方法。     

小波变换在水下目标回波奇异性检测中的应用

研究了信号的奇异性检测问题．给出小波变换和信号奇异性的关系及小波基的选取方法，实现小波分析对信号各类奇异间断点的有效检测，最后进行实例分析，分析结果表明此理论与方法适用于对边缘信号与突变信号的处理和提取．     

一种抑制提离噪声的相位解析电磁无损检测方法

为解决在涡流检测中提离高度变化会造成对检测结果误判的问题,推导并修正了一个与提离高度无关的相位解析模型。由于拟合相位的参数能辨识导电材料电导率、厚度、缺陷等变化,因此建立了能反映样板品质的参数集合。结果表明：在0～6 mm提离噪声下,该模型能快速响应不同提离高度下材料电导率和厚度的变化,测量结果与实际结果的误差均小于1%;在0～2 mm提离噪声下,结合集肤效应理论,选择适当的频率区间,能有效辨识表面缺陷与亚表面缺陷。     

地质雷达在公路路面厚度检测中的运用

地质雷达是一种电子设备,它可以借助高频电磁波检测地下物体,当前该设备已经被应用到了公路工程当中,主要就是对公路路面厚度进行明确.相比其他检测方法而言地质雷达检测方法不仅分辨率更高,还不会对物体造成损坏,而且检测速度比较快,将其应用到公路路面厚度检测当中能够发挥出极大的优势.基于此,本文对在公路路面厚度检测中应用该检测方...     

超声检测中弱信号的提取方法

针对超声界位检测中回波信号弱、信噪比低的问题,分析了超声回波检测中信号和噪声干扰的特征,介绍了窄带滤波、同步迭加、相关分析等有关弱信号提取的方法．     

不锈钢管内壁腐蚀层厚度的涡流检测仿真

针对耐热奥氏体不锈钢内壁腐蚀层厚度测量难的问题,建立了典型腐蚀状态下奥氏体不锈钢结构的有限元仿真模型,提出了采用低频涡流检测内壁腐蚀层厚度,并用高频涡流测量外壁氧化层厚度以对低频检测结果进行修正的检测方法.结果表明,腐蚀层厚度增加会引起低频涡流检测信号幅值和阻抗模的增加,而外壁存在的氧化层会对检测信号造成干扰.腐蚀层厚度和氧化层厚度对涡流检测信号影响的变化规律与仿真结果具有一致性.