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.     

混场源电磁接收与标定系统的设计

混场源电磁法(HSMT)综合了大地电磁法(MT)和可控源音频大地电磁法(CSAMT)的特点,以天然场和人工场相结合为场源,探测介质的电阻率.本文为实现电磁信号的有效接收,开发了一种同时进行四分量测量的24位并行HSMT接收系统.采用低功耗DSP芯片控制,工作方便、快捷、灵活并能够保证足够的精度.应用以方波作为标定信号的标定方法,该系统可实现对接收通道和接收磁传感器的动态响应标定,提高了标定效率.通过改变采样频率,系统可在0.1 Hz～90 kHz的宽频率范围内有效工作.     

激光-电磁超声一体式系统电磁超声结构优化

为了研制激光-电磁超声一体式探伤装置,利用该装置通过一次扫描同时获得金属板宽度和深度方向信息实现板内部和表面的同时探伤,文中主要针对激光-电磁超声一体式装置中电磁超声部分进行了结构优化。首先,利用有限元仿真软件,建立了激光-电磁超声一体式探伤装置的有限元仿真模型,验证了激光-电磁超声一体式探伤系统的可行性;然后,针对该一体式装置的电磁超声传感器部分结构参数进行了研究,提出在铜箔与永磁体之间粘贴一层泡沫缓冲层用于抑制永磁体内的感应电流、阻断超声波的传播,并分析了永磁体与线圈之间的提离距离对换能效率的影响。结果表明：当永磁体与线圈提离距离保持在0.8～1.2 mm之间时,信号强度和可识别性均增强。最后,利用实验验证理论分析及仿真模型的正确性。     

钢轨高速探伤系统超声发射/接收装置的设计

介绍了钢轨高速探伤检测系统的工作原理 ,设计了超声发射 /接收装置电路 ,验证结果表明该装置完全可满足钢轨高速探伤的要求     

周向一致兰姆波电磁超声换能器设计与实现

针对板结构大范围健康检测问题,进行了周向一致兰姆波电磁超声换能器研制。基于电磁超声检测原理,建立板中周向一致兰姆波EMAT的理论模型,推导出换能器接收电压及等效灵敏度表达式。基于换能器结构参数与等效灵敏度关系,设计制作了7种类型的周向一致电磁兰姆波换能器,并进行了换能器阻抗匹配设计。通过实验和理论分析表明,设计的EMAT能有效激励单一模态S0兰姆波,对特定波长的兰姆波具有选择性,且其实测换能器中心频率与设计值能很好吻合。同时,在同一频率下,实验测得不同内外径比的换能器其灵敏度分布与理论曲线能很好吻合。检测实验证明,设计的换能器能在其周围360°方向具有很好的一致性,为后续板结构换能器阵列奠定了基础。     

基于小波包变换的电磁超声接收信号特征提取

使用改进的功率谱函数对电磁超声缺陷信号进行了缺陷的定性分析,使用小波包能量谱对电磁超声缺陷接收信号进行了特征提取,从小波包的小波函数选取、分解层次及特征参数的噪声鲁棒性3个方面开展了讨论分析.结果表明:通过选择适当的小波函数和小波包分解层次,小波包能量谱的能量比可以精细地反映信号的特征;基于小波包能量谱的特征参数具有良好的损伤敏感性及噪声鲁棒性,能在强噪声影响下实现对EMAT不同损伤类型的判别.     

复杂电磁系统的电磁防护设计原则

复杂电磁系统是一个典型的强电磁脉冲源,高功率高电压设备放电产生的脉冲不仅对低电压的通信控制设备有干扰和破坏作用,同时也对操作人员等生物体构成不良影响.通过对强电磁脉冲的特性分析,讨论总结了复杂电磁系统中的电磁防护设计原则,并用于指导实际应用,取得了很好的防护效果.     

用于电磁超声检测系统的宽带匹配电路的设计

电磁超声换能器是一种新型超声波发射接收装置,与传统的压电式换能器相比具有无需声耦合剂、无需对待测物预处理等显著优点。但是该装置换能效率很低,必须通过改善电磁超声电路系统的性能来增加接收信号的强度。为了提高电路系统的能量转换效率,设计了基于传输线理论的电磁超声宽带匹配电路。实验表明:所设计的匹配电路能够使发射电路输出功率增加60%,有效提高了检测系统的整体效率,为电磁超声技术的工程应用奠定了基础。     

电磁水热系统的设计和实现

阐述了以微机为核心的即热式电磁水热控制系统的工作原理及其关键部分的功能,并给出了主要硬件电路和软件实现。试验证明,该系统升温迅捷,热效率高,温度波动比较小,过电流保护与超温保护等工作性能良好,安全性能好。     

Lamb波与SH板波双模式电磁超声检测系统的设计与实验

设计了一种新颖的SH板波和Lamb波双模式电磁超声换能探头,可有效应用于工业板材或管材的自动化在线检测.同时简要分析了电磁超声在铁磁性材料中换能Lamb波和SH波的理论,介绍了系统的结构组成和软硬件设计方法,具有较强的指导意义和应用价值.     

电磁超声电声转换效率的影响因素分析

电磁超声是一种非接触超声检测方法,因不需要耦合剂,在一些常规超声无法实施的特殊检测领域发挥着重要作用。但是,由于电磁超声电声转换效率低,制约着电磁超声的广泛应用。分析了几种参数对电磁超声电声转换效率的影响,包括探头的提离、激励信号的电流幅值、频率、周期个数和仪器的输出功率等几个因素。研究表明：随着探头提离的增大,电磁超声的信号几乎成指数衰减;通过优化激励信号的电流幅值、周期个数和激励频率以及在探头两端增加阻抗匹配单元,可以提高电磁超声的电声转换效率。     

电磁超声换能器的研究进展综述

电磁超声换能器是一种新型的超声波发射接收装置。因为无需与被测物接触，EMAT将传统的超声无损检测技术扩展到了高温、高速和在线检测中；同时，由于能够省略对被测物表面较为繁琐的预处理工作，EMAT显著提高了检测效率。目前，在充分发挥电磁超声自身优势的基础上，通过与其他新技术相结合、并应用多种新的建模和信号处理方法，EMAT的功能已变得日益强大。以近十几年的文献为基础，从EMAT装置的设计与优化、EMAT模型的建立、EMAT接收信号的处理、电磁超声技术的工程应用几方面对EMAT的研究现状和最新发展进行了综述。     

厚壁铝管斜入射线聚焦垂直剪切波电磁超声探头设计

为将斜入射线聚焦垂直剪切(SV)波用于厚壁铝管缺陷探伤,提出了用于激励SV波的曲面曲折线圈优化设计方法.以不同曲率工件为检测对象,研究了以平面、平面弯曲及优化曲面的曲折线圈为主要元件的三种仿真模型,结果表明,优化曲面的曲折线圈在大曲率工件中的改进效果最为明显,其指向性精度最高可提高14.53％,探伤幅值最大可增强37....     

基于电磁超声导波的铝合金板材缺陷自动检测装置

针对目前国内外普遍采用的压电超声技术在铝合金板材检测中的不足,研制了基于电磁超声导波的铝合金板材自动检测装置.设计了激发和接收导波的电磁超声换能器(EMAT),由FPGA完成电磁超声发射接收电路控制和数据采集.利用LabWindows CVI软件编写上位机程序,通过USB总线实现FPGA与上位机的数据交换,并在上位机完成数据分析和处理.研制了机械装置控制探头在铝合金板材表面折线形运动,实现整个铝合金板材缺陷的检测,并为板材在线检测装置的研制打下基础.基于电磁超声导波的铝合金板材缺陷自动检测装置,可对厚度为10 mm以下的整个铝合金板材进行快速检测,并能在上位机实现缺陷的自动判别.     

雷达机电一体化系统的电磁兼容性设计

电磁兼容性在雷达机电一体化系统中占有重要的地位,电磁干扰直接影响到系统能否正常、可靠的工作。文章从工程的角度介绍了雷达机电一体化系统的电磁干扰的主要特征,以及从科研实践工作中总结出来的解决机电一体化系统电磁干扰的思路和方法。     

基于电磁超声换能器阵列的管道螺旋导波传播规律研究

螺旋导波因在管道超声导波层析成像中的巨大应用价值,近年来受到研究者们的重视。阐述管道螺旋导波的激发/接收条件、传播路径和波前形状等规律。建立FE模型,研究由圆环波前S₀模态兰姆波在管道上形成螺旋导波的过程。组建了双环24阵元的电磁超声换能器阵列及试验系统,170 kHz下激发圆环波前S₀模态兰姆波在管道中产生螺旋导波,试验研究了激励源所在圆周及管段上的波动场信号特征。仿真和试验结果表明,管道螺旋导波实质上是兰姆波在曲面上的传播形态,可由管道某处点源激发兰姆波产生,主要存在于波动场的近场。由于管道结构的封闭性,兰姆波的波前在管道上反复交叉前行,形成了螺旋传播路径。从波源到管道上任意一点的螺旋导波传播路径有无数条,各阶螺旋角不连续。利用螺旋导波进行管段检测提供了缺陷的多角度入射信息,对缺陷高分辨率检测具有重要意义。     

磁声发射检测系统的设计与研究

磁声发射利用了铁磁材料中的磁畴壁在外磁场作用下往复震荡和磁化矢量的转动而产生应力波从而导致声发射现象.介绍了一款磁声发射检测仪的设计,对各主要硬件部分的电路工作原理及其设计思想进行了分析与讨论.     

磁阻式电磁蓄能无针注射系统的设计与实验研究

针对现有无针注射系统体积大、噪声大、注射效率低、驱动力小且难以调节的问题,设计了一种采用空行程蓄能的磁阻式电磁蓄能无针注射系统.对注射器电磁驱动部分和安瓿药液射流部分进行了仿真研究,通过搭建的实验平台验证了理论设计的正确性.该方案极大地缩小了无针注射系统的体积、扩大了驱动力的可调范围,并且安全稳定,可以完成注射,具备一...     

基于LabVIEW的高精度电磁阀控制系统设计

为了实现高压水射流靶物反射噪声的实时不失真采集和处理,减少所采集的噪声数据量,必须设计高精度电磁阀控制系统和信号采集触发电路。本文应用LabVIEW软件、USB-6229数据采集卡搭建控制系统,设计功率放大电路驱动固态继电器,实现电磁阀的高精度控制和声音信号的同步实时采集。详细介绍了控制系统的组成、工作原理和软、硬件设计过程。试验结果显示,所设计的控制系统可以实现电磁阀高精度控制与数据采集控制的同步,控制时间延迟小于10ms,参数可以实现实时调整,抗干扰性能好。