基于电磁超声纵波的铝板厚度检测

电磁超声纵波速度接近于横波速度的2倍,当应用纵波对铝板等金属板进行大面积的厚度检测时,检测效率更高。为了提高电磁超声纵波换能器(纵波EMAT)在铝板厚度检测中的换能效率,研究了纵波EMAT换能机理,采用有限元仿真软件COMSOL分析了纵波EMAT的结构参数以及激励电流频率对其换能效率的影响。实验结果表明,纵波EMAT对铝板进行厚度检测精确度达到0.01 mm,电磁超声纵波能很好地应用于铝合金板材的厚度检测。     

基于电磁超声导波的铝板裂纹缺陷检测方法

针对铝板斜向裂纹缺陷检测问题,提出了一种非对称斜向曲折型线圈电磁超声导波换能器设计结构。通过毕奥萨伐尔定律建立了曲折型线圈及非对称斜向曲折型线圈的等效力磁模型,分析了电磁超声换能机理中洛伦兹力、磁感应强度与主声束传播特性的关系,实验验证了不同斜向角度的曲折型线圈电磁超声换能器缺陷检测能力。结果表明,斜向曲折型线圈结构电磁超声换能器主声束回波信号呈非对称分布,其主声束方向垂直于换能器线圈工作导线,斜向角度变化可实现电磁超声导波在铝板中的传播方向控制,为铝板中全方位裂纹缺陷检测提供了理论依据与应用基础。     

基于电磁超声的焊接残余应力测量研究

基于超声波声弹性理论,针对钢板对接焊接残余应力无损测量问题,提出了采用电磁超声法开展焊接残余应力实测研究。通过拉伸标定试验测得焊接接头不同区域的声弹性系数与各向异性参数,并结合钢板实测声速值获得了不同部位的焊接残余应力;其结果与基于塑性修正的盲孔法实测值进行了验证比较。结果表明,电磁超声法可以有效地测量钢板焊接接头残余应力的分布状态。     

基于激光电磁超声的裂纹检测研究

为检测内裂纹,建立了一套基于脉冲激光激发、电磁超声探头接收的非接触型超声检测系统。为避免在试件表面产生烧蚀损伤,采用热弹性模式激发超声,采用EMAT探头接收信号。利用出平面EMAT探头和内平面EMAT探头,分别研究了横波与纵波在半圆铝制试块的传播情况。最后,结合阴影法,使用该试验系统测量了试件背面的裂纹,检测得到的裂纹深度与实际深度非常接近。证明在热弹性模式下,激光激发、EMAT探头接收信号的方法对于内裂纹的检测是可行的。     

基于电磁技术的油气管道应力检测方法研究

为了实现对油气管道应力的实时监测,提出了一种基于电磁技术的管道应力检测方法.在磁机械效应的J-A模型基础上,对铁磁性材料力磁耦合关系进行数学建模,推导出应力与材料磁导率的函数关系;设计管道应力检测系统,并给出了管道表面漏磁信号与材料磁导率、激励电压和线圈匝数之间的数学关系;搭建管道打压实验平台,对管壁切向应力信号与管壁...     

基于电磁超声的铝合金厚板缺陷检测装置

针对传统的压电超声技术应用在铝合金厚板缺陷检测中存在的不足,设计了一种基于电磁超声的铝合金厚板缺陷检测装置。该装置具有无需声耦合剂,检测效率高等优点。装置主要包括电磁超声探头、高频大功率发射电路、低噪声高增益接收电路、FPGA(现场可编程门阵列)及其外围电路和S3C2440液晶控制电路。在铝制标准试件上进行测试试验表明:该装置能够有效检测出直径1.2 mm、埋深10～60 mm的平底孔缺陷,符合铝合金厚板缺陷检测需求,具有良好的工程应用价值。     

基于电磁超声的火车车轮裂纹检测系统

介绍了一种基于电磁超声波技术的火车车轮表面裂纹自动检测系统的设计方法.分析了电磁超声波的产生机理,设计了电磁超声表面波换能器（Electro-magnetic acoustic transducer）,实现了电磁超声波信号的发射与接收.利用锁相放大技术处理微弱的裂纹回波信号,提高了系统的抗干扰能力,降低了系统的等效噪声带宽.并设计了基于PCI总线的高速数据采集卡,利用专用接口芯片PCI9030设计接口电路,将数据传送到上位机.实际测试结果表明、系统性能稳定,满足技术指标要求.     

基于空气耦合兰姆波的铝板缺陷检测

针对铝板中的缺陷,采用空耦超声法对铝板进行检测。以特定入射角、接收角在薄板中激励兰姆波,对接收信号进行二维傅里叶变换以识别信号模态。对薄板中存在的缺陷,利用缺陷反射信号进行B扫成像,结果显示,低阶兰姆波模态均可有效识别出铝板中的缺陷,但A0模态比S0模态更适合应用于空耦的检测。     

电磁超声单向应力横纵波联合测量方法研究

针对单向应力检测时厚度不均匀及拉伸变形等严重影响应力检测精度的难题,提出一种电磁超声横纵波联合测量单向应力的方法.通过基于洛伦兹力换能机理,优化设计出电磁超声纵波与横波探头,可有效提高回波信号的信噪比与幅值大小.分析了纵波与横波应力-声时差关系,建立了横纵波联合的单向应力电磁超声测量模型.利用自制的铝合金7075螺栓模拟件,开展了单向应力-声时差系数标定及横纵波联合应力测试实验,并与基于应变片的实测值进行了比较,验证了所设计电磁超声探头和应力测量方法的有效性.     

基于FPGA的电磁超声测厚仪

为了改善测厚系统抗干扰能力、降低系统复杂度、提高测量效率,研制了一种基于FPGA的电磁超声测厚仪。设计了基于FPGA的回波信号处理模块,实现了电磁超声回波信号的实时处理;采用SOPC技术,增强了软件灵活性,简化了系统硬件电路。实验结果表明:该测厚仪具有无需声耦合剂、抗干扰能力强、检测效率较高等特点,分辨力可达0.1 mm.     

超声应力检测中应力常数的标定试验研究

利用应力常数标定系统对待标定试样施加载荷,测定两接收探头由于载荷变化引起的声时差变化,从而确定出材料的应力常数.对标定结果分析后表明,该标定系统操作方便,能快速得到被标定材料的应力常数,标定结果满足工程现场检测要求,可用于超声应力常数标定.     

基于力磁耦合型的管道电磁应力检测解析模型研究

针对管道应力检测和定量化研究,提出一种基于电磁检测原理的管道应力检测方法。本文以J-A模型为基础,采用分子电流理论建立了管道力磁耦合模型,结合非磁滞条件下铁磁材料磁化曲线,利用管道力磁耦合模型解析计算了磁化方向上外磁场和应力对管壁表面磁场的影响规律,并进行了系统性实验研究。研究结果表明,随应力强度的增加,磁化方向上管道电磁应力检测信号呈现先增大后减小的变化趋势(变化方向翻转),翻转点前后均呈线性关系,但磁场信号变化速率改变,磁力学敏感度发生变化;随着外磁场的增加,在磁化曲线处于磁饱和(磁场强度大于20 KA/m)时,应力对铁磁材料磁化强度影响较小,磁场强度约为5 000 A/m时,应力对磁化强度影响较为显著。     

基于电磁超声的建筑用Q345钢冷塑性损伤检测

分析了表面波引起的结构钢非线性塑性响应性能,构建得到应力应变、塑性损伤与超声非线性系数的相互作用关系,实现对材料力学特性与使用寿命进行评估的过程.通过CMT-5205微机实现电子万能拉伸机的运动控制,将加载到不同应变程度的标准试件进行卸载后再对其实施非线性电磁超声测试.研究结果表明:应变达到7％以下试件塑性损伤程度提高...     

基于编码压缩的钢板电磁超声 Lamb 波检测方法研究

针对大型金属板材构件导波检测中EMAT分辨率低、SNR差,难以用于小裂纹检测等难题,建立了基于Barker码脉冲压缩技术的Lamb波EMAT检测过程多物理场有限元模型,以含预制裂纹的5.6 mm厚钢板为检测对象,仿真和实验相结合,研究了永磁体宽度和高度、曲折线圈匝数、Barker码序列长度和码元长度等参数对EMAT检测回波的影响,验证了脉冲压缩技术在Lamb波EMAT检测中的有益效果。结果表明,基于脉冲压缩技术的EMAT经优化后,SNR比传统tone-burst激励方式高出了9.69 dB,可检出10 mm长和0.5 mm深的小裂纹,缺陷波SNR为23.47 dB。当Barker码码元中心频率为1 MHz时,脉冲压缩后的Lamb波包发生模态分离,但A₀模态的缺陷波SNR仍可达35.23 dB,这对提升Lamb波EMAT检测能力具有重要的工程应用价值。     

基于电磁超声兰姆波的铝合金板材小缺陷检测技术研究

电磁超声技术因其无需耦合剂等优点而在无损检测与无损评估领域获得广泛应用。在分析铝合金板材中电磁超声兰姆波激发原理的基础上,结合兰姆波与缺陷的作用机理,建立了电磁超声兰姆波三维有限元声场模型,分析了利用电磁超声换能器检测铝合金板材小缺陷的可行性。针对GJB3384—98的检测要求,设计了可用于检测直径为1 mm的小型通孔缺陷的电磁超声兰姆波换能器。在此基础上研制了基于电磁超声兰姆波技术的铝合金板材检测样机。实验表明,该样机不仅能够有效检测出GJB3384—98规定的小型通孔,也能检测出长度为4 mm、槽深为0.4 mm的槽型缺陷,为基于电磁超声技术的铝合金板材小缺陷检测的工程应用奠定了基础。     

电磁超声检测信号小波去噪研究

针对电磁超声检测信号含有较多噪声的现象,使用小波分析方法进行了信号去噪。通过建立信号模型,从小波函数的选取、分解层数的选取、阈值函数和阈值的选取等几个方面进行了分析。采用强制去噪、默认阈值去噪、给定阈值去噪三种方法进行小波去噪仿真,比较得出给定阈值去噪方法效果最佳,在保留信号特征值的前提下达到了去除噪声的目的。     

高速电主轴电磁加载温升分析

加载盘的温升是非接触电磁加载装置动态加载过程中的主要问题之一。电磁加载的本质是利用电磁力来模拟工作载荷,而在动态加载过程中加载盘内会产生涡流,从而导致加载盘发热。主要分析加载盘在不同转速下的温升情况。通过红外测温仪对加载盘进行实时温度测试,以分析、计算热功率为基础,根据加载装置实际尺寸利用瞬态热路法对加载盘温升进行求解,最终得到不同转速下加载盘温升的变化情况以及加载盘的温升特性,为改善本电磁加载装置提供了重要依据。     

电磁超声技术在无损检测中的应用

一、概述随着工业的发展,人们对运行中的物体实施检测的期望越来越高,在役检测是在不停机、不拆卸的情况下实施检测,可以减少停机时间,(停机则意味着利润的流失),同时可以预防某些意外事故的发生。由于在役无损检测是一门新兴的、多领域的综合性学科,到目前为止国内外成     

燃气管道腐蚀缺陷电磁超声检测方法

电磁超声可用于燃气管道的内检测,但外部的腐蚀缺陷会影响厚度检测。为了研究腐蚀形成的斜面缺陷对电磁超声测厚的影响,分析了横波在斜面试件中传播和反射,发现使用横波电磁超声换能器进行斜面测量中误差产生的原因为横波的到时差异,并用基于COMSOL的有限元模型对换能和测厚过程/进行仿真,最后通过缺陷钢板的实验验证分析的结论。研究发现在小倾角的斜面缺陷情况下,测得厚度偏大;斜面越陡,误差越大。