磁致伸縮式導波檢測系統(tǒng)設計.pdf

1、磁致伸縮式超聲導波檢測技術(shù)綜合了電磁超聲與導波檢測的優(yōu)點，具有非接觸、無需耦合劑、傳播損耗小、檢測全面等特點，能夠有效地應用于管道、鋼索、錨桿等一類長距離軸向?qū)ΨQ的結(jié)構(gòu)圓鋼的檢測。特別是對于外部有包覆層的檢測對象，利用鐵磁性材料自身所具有的磁致伸縮特性，無需去除外包層就能夠進行缺陷識別和健康狀況評估。目前，磁致伸縮導波檢測技術(shù)已成為我國檢測技術(shù)研究的前沿與熱點，大多數(shù)研究主要集中于磁聲轉(zhuǎn)換理論模型的建立與換能器的優(yōu)化設計。本文在理解檢測

2、原理的基礎上，分析了磁聲換能效率，設計了檢測系統(tǒng)并進行了相關(guān)的實驗。
　　本文首先分別論述了磁致伸縮與導波理論，并重點研究了桿中的導波，從而引出磁致伸縮導波檢測原理及基于磁致伸縮效應的桿中導波的激勵與接收。其次，以磁致伸縮縱向?qū)Рz測技術(shù)為主，針對電磁超聲換能效率低的關(guān)鍵問題，以提高換能效率為目的，分別從構(gòu)成換能器的三部分（磁致伸縮材料、偏置磁場、感應線圈）進行分析，實現(xiàn)換能器結(jié)構(gòu)設計。再次，針對磁致伸縮換能器設計了檢測系統(tǒng)，包括

3、硬件電路與軟件系統(tǒng)部分。激勵端能夠提供一個頻率、周期數(shù)、觸發(fā)間隔可調(diào)的漢寧窗調(diào)制單頻窄脈沖信號，輸出功率可達將近40W。接收端為了很好的抑制噪聲前級采用了差分設計，電路總體增益為120dB，能夠?qū)⑽⒎壔夭ㄐ盘栠M行足夠放大，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。最后，利用設計的換能器與檢測系統(tǒng)對磁致伸縮材料進行檢測，磁致伸縮換能器的工作頻率實現(xiàn)300kHz～1MHz掃頻測試。通過信號處理技術(shù)對回波信號進行分析處理，提高檢測結(jié)果精度，并與理論值做對比，分析誤差范