電磁超聲技術(shù)在鋼板缺陷檢測(cè)中的研究.pdf

1、新興的電磁超聲技術(shù)基于電磁感應(yīng)原理激發(fā)超聲波，因不需要耦合介質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)，引起了無損檢測(cè)領(lǐng)域的高度重視，本論文即以電磁超聲無損檢測(cè)技術(shù)在鋼板缺陷檢測(cè)中的應(yīng)用為重點(diǎn)進(jìn)行研究。 本文首先介紹了EMAT技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用的歷史，對(duì)EMAT的換能機(jī)理進(jìn)行了探討，研究了電磁超聲系統(tǒng)的基本理論，在此基礎(chǔ)上對(duì)電磁超聲檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了有限元分析。建立了EMAT激發(fā)系統(tǒng)的二維有限元模型，分別在激勵(lì)線圈中加載瞬變電流和高壓脈沖激勵(lì)，研究了由兩種不同激勵(lì)所產(chǎn)生

2、的感應(yīng)交變磁場(chǎng)、感生電渦流和洛侖茲力的情況。分析了磁導(dǎo)率、電阻率、提離距離等因素對(duì)電渦流的影響。通過在被測(cè)導(dǎo)體表面設(shè)置不同的缺陷類型，建立了缺陷下的二維仿真模型，研究和分析了不同缺陷對(duì)被測(cè)導(dǎo)體表面感應(yīng)磁場(chǎng)和感生電渦流的影響情況，為實(shí)驗(yàn)研究和系統(tǒng)優(yōu)化奠定了基礎(chǔ)。 在理論研究和仿真分析的基礎(chǔ)上，對(duì)電磁超聲檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。研究了電磁超聲換能器的勵(lì)磁方式，比較了永磁體、直流電磁鐵和交流電磁鐵的特點(diǎn)，同時(shí)分析了幾種不同形狀的激勵(lì)線圈，

3、對(duì)EMAT的探頭線圈進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。基于直接數(shù)字頻率合成技術(shù)，研究設(shè)計(jì)了激發(fā)電磁超聲的正弦波脈沖串發(fā)生器，并研制了相應(yīng)的功率放大系統(tǒng)。針對(duì)電磁超聲接收信號(hào)微弱的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)相匹配的前置放大器和主放大器，放大了接收到的微弱電壓信號(hào)。 進(jìn)行了一系列的缺陷實(shí)驗(yàn)研究，并提出了一種基于傳統(tǒng)傅立葉變換的非線性自適應(yīng)的時(shí)域信號(hào)處理方法，對(duì)被噪聲嚴(yán)重污染的電磁超聲回波信號(hào)進(jìn)行了處理，得到了良好的效果。對(duì)缺陷與被測(cè)導(dǎo)體表面的角度，激勵(lì)脈沖的個(gè)數(shù)等影