基于S构型内检式EMAT的管道裂纹电磁超声螺旋导波定量检测

为了解决传统轴向导波对管道斜向裂纹检测灵敏度低的缺点，基于电磁超声螺旋导波检测机理，提出了一种适用于管道斜向裂纹检测的S构型内检式EMAT(电磁超声换能器)。针对所提换能器，建立金属管道电磁超声螺旋导波检测有限元模型，探究不同螺旋角螺旋导波在管道上的传播过程和回波信号特征。搭建了电磁超声螺旋导波检测试验系统，采用所提EMAT和L(0,2)轴向导波EMAT对斜向裂纹进行检测。试验结果表明，S构型内检式EMAT对于斜向裂纹具有更高的检测灵敏度，对于裂纹的高分辨率检测具有重要意义。     

板状结构缺陷电磁超声导波检测技术研究进展

概述了国内外板状结构缺陷电磁超声导波检测技术的研究进展。从激发兰姆波的电磁超声换能器(EMAT)技术、EMAT的优化设计、超声导波聚焦、EMAT接收信号超声波成像技术等方面,对板状结构缺陷无损检测技术取得的突破进行了评述。提出了有待进一步解决的问题。     

基于偏置磁场EMAT表面波换能器效率的分析

为提高常规EMAT(电磁超声)换能器效率,设计一种新型偏置磁场EMAT换能器。利用有限元软件建立EMAT激励表面波的二维仿真模型,对比分析常规和偏置EMAT对激励表面波的影响。最后设计正交试验研究磁铁高度、磁铁宽度、线圈高度、线圈宽度和线圈提离对偏置EMAT激励表面波的影响规律,并通过试验验证了其准确性,此外还研究了偏置磁铁对接收EMAT的影响。结果表明,偏置EMAT换能器激励的表面波幅值比常规EMAT的提高了51%,并且该方法不会在频域信息上发生主频分叉畸变问题,采用偏置EMAT接收的信号幅值比常规EMAT的提高了38%,偏置EMAT能有效提高检测灵敏度。     

曲折线圈折线角度对EMAT换能效率的影响

针对曲折线圈型电磁超声换能器的换能效率,分析了不同折线角度曲折线圈对EMAT(电磁超声换能器)换能效率的影响。根据声束指向原理,通过改变载流导线的角度,设计了0°、30°、60°、90°曲折线圈激励产生电磁超声导波,并采用收发分离式换能器结构在钢板上进行检测试验。结果表明,曲折线圈载流导线角度为0°时,EMAT激发的声波能量集中,方向性好,回波信号幅值强,为钢板的长距离检测提供了可能;曲折线圈载流导线角度增加为30°、60°、90°时,EMAT激发的声波信号纯净,简化了模态分析,对工程中钢板检测的信号简化处理具有重要意义。     

点聚焦表面波EMAT声场特性及其试验

针对曲折线圈电磁超声换能器(EMAT)换能效率和信噪比低的问题,建立了点聚焦EMAT的三维声场有限元模型,通过瞬态和稳态分析,分析了激励频率、线圈匝数和导线长度对点聚焦EMAT的声场聚焦特性以及缺陷回波特征的影响规律。搭建了0.5 MHz点聚焦EMAT检测系统,用于铝板中不同直径的圆孔检测,并与传统的曲折线圈EMAT进行对比。结果表明:采用点聚焦表面波EMAT,可以极大程度地提高信噪比和缺陷检测能力。     

电磁超声探伤回波信号的硬件处理

在电磁超声检测(EMAT)中,由于实际获得的检测信号成分复杂,噪声和干扰比较强,导致有用信号相对较弱,而且有用信号和噪声信号的幅度基本重合,信噪比和分辨率都较低。以钢管的电磁超声检测(EMAT)为例,设计了一种对从电磁超声探伤仪获得的回波信号进行处理的方法,从而减小噪声对信号的干扰,提高信噪比和分辨率,达到提高电磁超声检测效果的目的。实际工程项目中的应用证明,提出的信号处理方法是必要的和有意义的,并且检测效果良好。     

静态偏置磁场对铁磁材料电磁超声换能器信噪比的影响

电磁超声换能器的信噪比低,严重限制了电磁超声技术的进一步发展。为解决这一问题,分析了影响电磁超声换能器信噪比的关键因素——静态偏置磁场。以麦克斯韦方程组和波动方程为理论基础,建立了铁磁材料电磁超声换能器数值模拟方法并开发了相应的程序,探究了静态偏置磁场强度对电磁超声换能器的影响。结果表明:随着静态偏置磁场强度的增大,磁致伸缩体力逐渐减小,而洛伦兹力一直增加;永磁体厚度的增大,使回波信号幅值逐渐减弱,但趋于稳定。     

电磁超声表面波的铝板检测技术

针对电磁超声换能器激发导波多模态的问题,研究了单极性磁钢作用下具有曲折线圈结构的EMAT在铝板中的工作机理,以及固定激发频率下曲折线圈间距对该EMAT激发导波多模态的影响。利用ANSYS有限元软件对不同线圈间距的电磁超声换能器进行仿真,分析质点所受洛伦兹力。只改变线圈间距的情况下在铝板上对1.5mm、3mm、5mm三种间距的曲折线圈进行对比实验。实验结果表明线圈间距小于1.5mm时,换能器在铝板上激发出的表面波现象增强。     

ASTM E816-96利用电磁声换能器(EMAT)技术进行超声检查的标准方法

1　范围1 .1　本标准规定了利用电磁声换能器 ( EMAT)进行特定的超声波检测的工艺规程和方法。推荐利用EMAT技术进行表面检测、整体检测和测厚的特定应用。1 .2　本标准方法为利用电磁声换能器能产生和接收超声波信息进行可靠的能再生的超声波整体检测和测厚提供了技术细节和指导方针。在这一点上 ,EMAT技术可以作为一种基础性技术为各种元件的适用性和生产的过程控制提供无损评估办法。1 .3　本标准方法包含了一些非接触性检测方法 ,这些方法是利用电磁场产生连续不断的超声波能量进入到样品中去的方法进行检测的。常用到的波形有表面…     

多种超声检测技术在核电站在役监督中的应用与探究

介绍了超声TOFD检测技术、相控阵超声技术、电磁超声测厚、导波检查等技术在核电站在役监督中的最新应用。采用自动超声检查系统实现了主泵泵轴超声检验;TOFD检查技术可以实现核级部件内部缺陷的精确测量;相控阵检查技术可以用于管道弯头、小径管、结构部件等复杂结构检查,减少人为因素带来的可靠性降低;通过引进电磁超声测厚、导波检查等实现对管道减薄、腐蚀的监督。     

基于电磁超声的管道裂纹检测法实验研究

设计了电磁超声传感器线圈和测试电路,对22.5mm厚钢板不同深度的裂纹类缺陷进行测试,以确定电磁超声裂纹检测的性能。通过分析电磁超声传感器(EMAT)所接收的导波信号,就可以准确判断裂纹的位置,用适当的数据分析可对裂纹缺陷尺寸进行量化,从而验证了使用电磁超声技术检测管道应力腐蚀裂纹(SCC)是一种切实可行的检测方法。     

超声导波-电磁超声组合技术在油气管道的腐蚀检测应用

针对油气管道常见的腐蚀检测主要分内检测和外检测,出于不停机降本增效的目的,选择采用外检测方式对某化工企业油气管道进行超声导波+电磁超声组合的腐蚀扫查,实践应用表明,采用超声导波+电磁超声的组合手段是一种较高效的腐蚀检测技术。     

一种优化激发电磁超声Lamb波的方法

超声Lamb波的频散特性和多模式特性导致回波信号复杂难于分辨。为了解决该问题,结合电磁超声换能器(EMAT)的主要设计参数和Lamb波的特征方程,推导电磁超声Lamb波的激发方程和激发曲线。通过选取电磁超声Lamb波在激发曲线上的工作点以削弱多模式和频散现象,进而提出了一种优化激发电磁超声Lamb波的方法。采用该方法分析了零模式Lamb波在工程应用中的有效性,并进行了试验验证。     

表面粗糙度对电磁超声测厚的影响

电磁超声测厚中,被检工件表面粗糙度对检测的稳定性和精度有较大影响。为了探究表面粗糙度对电磁超声测厚的影响,在不同表面粗糙度试件上进行电磁超声测厚试验,给出了试件耦合面和背面不同表面粗糙度下回波信号的幅值和信噪比。结果表明,超声回波幅值及信噪比随着表面粗糙度的增大而减小。从表面粗糙度对超声散射的角度分析了试件背面不同粗糙度对回波幅值的影响;最后,以矩形槽粗糙度元模拟固体粗糙表面,从试件耦合面粗糙度对涡流密度分布及其渗透深度影响的角度分析了表面粗糙度和超声回波信号的关系。     

用于无损检测的电磁超声换能器研究进展

电磁超声换能器(EMAT)是一种通过电磁耦合方法产生和接收超声波的换能器。由于EMAT具有非接触性、无需耦合剂等优点,受到广大无损检测与评估工作者的广泛关注。从物理原理出发,介绍了EMAT过程数学建模、装置设计以及工程应用等方面的研究现状,并对其发展趋势作出了展望。     

一种用于焊接结构多帧满秩成像检测的超声SH导波换能器

超声水平剪切(shear horizontal, SH)导波换能器在对焊接板结构进行缺陷检测时具有重要的应用价值. 为了研制换能器以对焊接结构进行多帧满秩成像检测, 运用导波半波长理论对超声SH导波的激发和换能器内部多重散射回波进行了分析.根据多重散射理论推导了匹配层介质颗粒密度与衰减的关系, 确定匹配层的组分. 提出3种V型斜楔结构, 对平面型前楔结构换能器和非平面型前楔结构换能器内部的多重散射回波进行对比试验. 结果表明,正交前楔结构换能器内部二重以上散射回波幅值减小了45%以上. 对正交前楔结构换能器进行性能测试, 其所激发的SH导波对焊接结构板中尺寸当量为?12 mm的缺陷回波信号信噪比达到了14.5 dB,具有较为优异的检测能力. 试验验证了理论分析的有效性, 所研制的正交前楔结构超声SH导波换能器可对焊接结构板中与波长尺寸当量的缺陷进行多帧满秩成像检测.     

基于电磁超声的钢板自动检测方法探讨

分析了钢板制造方法及可能存在的缺陷,应用电磁超声技术对钢板进行自动检测,主要从电磁超声检测基本原理与声波产生、换能器波型选择与排列、对比试板及其人工缺陷设计、检测闸门设置及检测结果显示与记录等方面进行研究。结果表明：电磁超声自动检测可以对钢板进行全覆盖非接触扫查,实现高速、高温检测,满足大管径、壁厚和高压油气输送用钢板检测要求,对于研究钢板电磁超声自动检测方法具有参考价值,且对制定相关钢板电磁超声自动检测标准具有借鉴作用。     

基于磁致伸缩超声导波的管道周向扫查技术

超声导波因其单点激励、传播距离远、全截面检测等突出优势,已被大量应用于油气管道的检测中。然而,现有的轴对称超声导波检测方法只可以通过A扫信号对缺陷在管道轴向的位置进行定位,且在大直径管道以及焊接支架、不等径三通等特定部位的检测效果不佳。通过建模和仿真对比了基于局部加载下的周向扫查技术和现有导波检测技术在管道上的应用特点,得出周向扫查技术更适用于大直径管道的中距离检测的结论。最后开展了验证试验,验证了周向扫查技术可通过B扫成像图对管道上的缺陷进行轴向和周向定位,缺陷回波幅值是现有T(0,1)模态导波检测的3倍以上。     

钢管电磁超声测厚磁化器实验研究

从电磁超声激发机理出发,分析了钢管内产生电磁超声的影响因素并进行理论分析,通过实验进行验证,针对钢管检测提出了一种永久磁铁加直流电磁铁的复合磁化装置,大幅提高了测厚回波信号幅度,减小检测过程中的吸力,延长探头寿命。     

电磁超声换能器在残余应力超声测量中的应用

简述电磁超声换能器(EMAT)的基本原理,介绍几种EMAT的结构及其在超声波残余应力测量中的应用.