脉冲涡流矩形传感器的方向特性仿真分析

脉冲涡流检测技术是一种新兴的电磁无损检测技术。目前广泛使用的圆柱型涡流探头在各向异性金属材料检测方面存在一定限制,而矩形探头对各向异性金属材料的电导率检测优势明显。采用COMSOL有限元仿真软件,建立了矩形探头有限元仿真模型,对矩形探头的方向特性,即竖直放置和水平放置检测效果进行了仿真分析。通过对比不同方向的检测灵敏度,得出矩形传感器的放置方式体现了它的方向特性的结论,为使用脉冲涡流矩形探头实际检测缺陷或应力提供了参考价值。     

铁磁材料电磁超声无损检测数值模拟

电磁超声无损检测由于具有无需耦合剂、检测速度快、效率高等优点而被应用于众多工程领域。文章研究了碳素钢电磁超声无损检测数值模拟中的重点问题——磁性材料内部磁场分布的数值模拟方法。以麦克斯韦方程组为理论基础,基于等效磁极化法开发了铁磁材料内部的磁化强度计算方法和程序。数值模拟中采用有限元-边界元混合方法,并采用等效电流模型计算永磁体磁场分布,以实现铁磁性材料内部三维静态磁场数值模拟。通过对数值模拟结果的分析及与ANSYS计算结果进行比对,验证了方法的有效性。     

电磁超声高温测厚原理及应用案例

电磁超声是超声波无损检测的一个分支。该技术利用电磁场的相互作用,在被测材料表面产生超声波。因此,电磁超声无损检测过程无需使用耦合剂,并且支持非接触检测。不停工情况下的在役管道以及其他压力容器的剩余壁厚测量是当今无损检测领域的一个研究热点。在常温管道测量方面,使用传统的压电超声可以比较精确地测量管道的剩余壁厚。但是,在高温管道测量方面,目前高温耦合剂还是存在易于挥发、效果不稳定的缺点,而且价格昂贵,不利于实际应用。文章介绍了电磁超声测厚的基本原理、电磁超声厚度测量的仪器设备、探头及其使用范围。结合高温管道测厚的实际应用案例,对电磁超声测厚应用进行了阐述、分析和总结。最后得出,电磁超声由于无需接触、不需要耦合剂等特点,对材料的高温测厚具有独特的优势。     

表面不平度对近表面缺陷的超声检测的影响

激光焊接是连接钛合金的一种主要的工艺方法.由于焊缝中气孔形成倾向较大,需要进行严格的无损检测.文中概述了超声自动检测过程中工件表面不平度的不利影响,重点分析了焊缝余高对检测结果的影响.采用不同频率的探头对模拟试件进行超声水浸检测,通过对焊缝的不同位置进行测试得到适用的探头频率及其它检测参数.结果表明,通过选择合适的探头频率和检测工艺,可以减小表面不平度对检测灵敏度的影响,可以发现工件表面以下深度为1.0～2.5 mm、最小直径为0.3 mm的气孔缺陷,从而提高超声自动检测的可靠性.     

基于CIVA软件的全聚焦相控阵声场特性仿真

全聚焦相控阵是当前超声无损检测领域的研究热点,但其声场特性和检测工艺方面的研究较少。在CIVA仿真软件平台的基础上,开展了全聚焦相控阵的声场仿真计算与缺陷响应研究。采用相同激发参数和孔径的超声探头仿真常规超声声场和全聚焦相控阵声场,分析比对各自的声场特性。通过缺陷响应研究模拟全聚焦相控阵声场与横通孔之间的作用,并分析了全聚焦相控阵技术的检测能力。该研究工作有望为全聚焦相控阵探头的研发设计以及检测工艺的制定提供参考。     

电磁法检测传感器的设计及仿真

对瞬变电磁法传感器探头结构设计展开研究,首先介绍了瞬变电磁法检测的原理,并分析了该检测技术具有不聚焦、覆盖范围大及能量低等缺点,然后根据要求设计了一种新型传感器。采用有限元仿真软件建立了传感器模型,对其检测能力进行模拟,并与传统传感器的仿真结果进行对比,结果表明:该聚焦探头的磁场分布范围比传统探头的缩小了42%,其中心磁感应强度比传统线圈的增强了36.78%,对比结果确定了该聚焦结构的合理性及有效性。为瞬变电磁法在埋地金属管道上的局部检测提供了关键部件,确保了检测精度和检测效率,可进一步为瞬变电磁法探头的优化设计和应用提供参考。     

石墨烯基电磁功能材料

二维纳米材料拥有优异的电学、热学和力学性能,在高技术领域展现出巨大的应用潜力。其中,石墨烯具有大的比表面积和高的载流子浓度,是当代科技关注的对象。系统地展示了石墨烯基电磁功能材料的电磁响应机制以及吸波与屏蔽性能。在研究的电磁波频段(2~18 GHz),电磁损耗一般包括电导损耗、多重弛豫、磁共振及磁涡流。详细地介绍了这四种电磁损耗行为的物理形成机制和响应特性,总结了不同石墨烯基电磁功能材料的电磁损耗来源,并提出了设计高性能电磁功能材料的策略。随后,展示了高性能电磁功能材料的应用标准,给出了微波吸收与电磁屏蔽的响应规律,提出了两种改善电磁响应性能的方法。在电磁功能材料性能方面,介绍了石墨烯基电磁功能材料在微波吸收和电磁屏蔽领域最新研究进展。所涉内容涵盖石墨烯单相材料、异质材料及高温介电特性和电磁响应。另外,还系统地分析了石墨烯基电磁功能材料当前发展所面临的关键问题,并展望了未来的研究与发展方向。     

5A06薄壁球壳件涡流检测技术

针对壁厚约为1.5mm的5A06锻轧薄壁球壳工件的加工工艺和内部可能的缺陷形貌,分析了该薄壁件质量的无损检测技术现状和检测难点。设计了含有不同尺寸的模拟裂纹和分层缺陷的对比试样,研制和改进了专用的高灵敏度探头。通过采用优化的涡流检测参数,实现了有效检出5A06薄壁壳体表面5mm×0.05mm(长度×深度)的裂纹类缺陷,具备了检出在1mm渗透深度下的5mm长线形刻槽和0.8mm深度左右的0.5mm面型缺陷的高灵敏度检测能力,并提出了100%检测工件质量的方法。     

基于表面波的塑性变形电磁超声定量无损检测

电磁超声具有非接触、易于激发和接收表面波等优点,探讨了基于表面波的金属材料塑性变形电磁超声无损检测及定量方法。首先,建立了电磁超声有限元数值计算模型,开展了电磁超声表面波探头的优化设计,并在此基础上搭建了基于电磁超声表面波检测的塑性变形检测试验系统;其次,采用具有不同塑性变形的单轴和双轴拉伸不锈钢试件,分析了塑性变形的大小和方向与表面波传播速度之间的关系。最后,通过电磁超声系统测量表面波在两个正交方向的传播速度,实现了对不锈钢试件双轴塑性变形的定量无损检测。     

石墨烯基电磁功能材料（英文）

二维纳米材料拥有优异的电学、热学和力学性能,在高技术领域展现出巨大的应用潜力。其中,石墨烯具有大的比表面积和高的载流子浓度,是当代科技关注的对象。系统地展示了石墨烯基电磁功能材料的电磁响应机制以及吸波与屏蔽性能。在研究的电磁波频段(2～18 GHz),电磁损耗一般包括电导损耗、多重弛豫、磁共振及磁涡流。详细地介绍了这四种电磁损耗行为的物理形成机制和响应特性,总结了不同石墨烯基电磁功能材料的电磁损耗来源,并提出了设计高性能电磁功能材料的策略。随后,展示了高性能电磁功能材料的应用标准,给出了微波吸收与电磁屏蔽的响应规律,提出了两种改善电磁响应性能的方法。在电磁功能材料性能方面,介绍了石墨烯基电磁功能材料在微波吸收和电磁屏蔽领域最新研究进展。所涉内容涵盖石墨烯单相材料、异质材料及高温介电特性和电磁响应。另外,还系统地分析了石墨烯基电磁功能材料当前发展所面临的关键问题,并展望了未来的研究与发展方向。     

探地雷达（GPR）在木材无损检测应用中的可行性探讨

简要地介绍了国外已有的树木雷达（TRU）系统，运用其基本原理进行了探地雷达（GPR）应用于木材无损检测的理论可行性分析。由于木材本身的复杂成分，因而其介电性质的影响因素很多，对采集到的电磁波进行客观地解释分析仍存在很大困难。笔者列举了探地雷达的处理、分析和解释的方法，指出若合理、选择性地进行树木雷达分析，可以比较科学准确地对内部腐朽、空洞等特征进行探测。     

电磁超声检测中激磁场的有限元模拟

电磁超声检测是一种新的无损检测技术,激磁场是影响电磁超声检测灵敏度的重要环节。文章介绍了利用有限元技术计算电磁超声激磁场的方法,分析和探讨了电磁超声检测中经常用到的几种激磁场的分布和特点。     

脉冲涡流检测中传感器空间位置变化对检测结果影响规律的仿真分析

在脉冲涡流检测中,为了研究传感器空间位置变化对检测结果的影响规律,通过AN—SYS有限元仿真的方法,分析了传感器水平和垂直位置变化对感应电压信号及缺陷附近电磁场分布的影响。仿真结果表明,传感器位于水平及垂直方向的不同检测位置时,前者可通过感应电压得到峰值时的检测位置,实现对缺陷的边缘检测,后者的感应电压信号具有提离交叉点。仿真结果为试验研究传感器空间位置变化对检测结果的影响提供了理论指导。     

基于双磁介质层复合的超材料低频吸波体研究

本研究将磁性吸波涂层融入至超材料的结构设计中,得到了一种新型低频复合超材料吸波体,吸波体由环形电阻膜、双层磁性吸波涂层和金属背板组成。采用CST仿真软件计算了超材料吸波体的吸收性能,研究了吸波体各个结构参数对吸收性能的影响。仿真结果表明,设计的超材料吸波体厚度为2.5 mm时,在1.9和4 GHz处存在2个吸收峰,在1.59～6.59GHz频率范围内反射损耗低于-8dB,吸收带宽达到5GHz。通过吸波体电磁场分布对吸波机理进行了讨论。结果表明,吸波体低频吸收带宽的增加是由于表面的电阻膜图案改变了超材料吸波体的电场分布和磁场分布,促进了磁介质层的损耗。最后制备了吸波体样品并进行了反射率测试,实物测试结果与仿真结果基本一致,说明设计制备的吸波体具有优异的低频吸波性能,吸波带宽相比磁性吸波涂层大幅提高。     

利用磁屏蔽效应改善钻杆漏磁检测信号信噪比

为了高效率地检测油田钻杆,设计了磁屏蔽器,电磁有限元分析表明,有磁屏蔽器存在时,钻杆漏磁信号将明显集中于缺陷附近,且永磁体元件之间通过空气介质耦合的背景磁通会大大降低。钻杆实物漏磁测试证实了这一分析结果,配有磁屏蔽器的探头可明显提高漏磁信号信噪比,有利于提高缺陷漏磁识别率。     

隐藏腐蚀脉冲太赫兹无损检测的建模与分析

研究了飞机涂层下方隐藏腐蚀脉冲太赫兹检测的电磁建模与分析问题。使用麦克斯韦方程组的轴对称形式建立时域微分方程数学模型,应用时域有限元法求解,给出了数值算例,模拟了在不同缺陷参数下涂有电介质的导体对入射脉冲太赫兹波的响应,并归纳了响应在空间上和时间上的变化规律。结果显示,该方法可以用于分析和预测脉冲太赫兹检测过程中的电磁现象,并且为进一步发展脉冲太赫兹无损检测技术提供了一定的理论依据。     

基于直流电位法的泡沫金属定量无损检测方法

提出一种基于直流电位法的泡沫金属定量无损检测方法。该方法采用主元分析前馈神经网络求解逆问题,对内部缺陷进行定量。正问题求解采用有限元方法。为解决三维直流电场分析中庞大的节点数及神经网络所需大量训练数据带来的计算资源问题,开发了一种基于知识库的快速直流电位分布计算方法。算例结果表明,神经网络可有效用于泡沫金属的定量无损检测;所提出的快速算法可大大缩短计算时间且具有较高计算精度。     

管子管束的内置旋转式超声波定量检测技术

在管子管束的在役检验和检修中,通常采用的电磁方法对缺陷及壁厚减薄不能进行精确定量。介绍了内置旋转式管子及管束超声波检测技术,可对管子内部缺陷及内外壁减薄进行全面检测。定量精度与普通超声波检测一致,满足检测及检修的要求,提高了热交换器管子及管束检测的准确性和可靠性。     

常压储罐检验检测技术

综述了常压储罐在使用过程中可能出现的腐蚀和缺陷形态,并根据失效的可能性,给出了有效的检验检测方法,包括宏观检验、厚度检测、表面无损检测、埋藏缺陷检测、底板漏磁检测、声发射检测、真空试漏、附属设施及基础沉降检测等。分别介绍了各检测检验方法的特点以及如何在常压储罐检验中进行实施。