电磁超声

摘要： 针对电磁超声信号信噪比低这一问题,在利用相对非线性系数预测抗拉强度的同时引入应力三轴度来提升塑性损伤试件抗拉强度预测的准确性。建立了电磁超声非线性检测塑性损伤试件的有限元三维仿真模型,计算两个特征参量:应力三轴度和相对非线性系数,研究试件的内部应力状态特征和电磁超声检测信号的频谱特征。仿真分析结果表明这两个特征参量敏感的损伤阶段不同,应力三轴度对塑性损伤中后期较为敏感,而相对非线性系数对前期损伤较为敏感。建立了电磁超声非线性检测塑性损伤试件的实验平台,对不同塑性损伤试件进行电磁超声检测,测得其相对非线性系数;通过电子万能试验机测得抗拉强度,进一步对不同塑性损伤试件的相对非线性系数与抗拉强度的关系以及应力三轴度与抗拉强度的关系进行了量化分析,把两个特征参量结合进行抗拉强度的预测可以提高其预测的准确度。

摘要： 为研究连续腐蚀过程中电磁超声监测信号的演化规律,搭建了加速腐蚀模拟实验装置,采用电磁超声换能器(Electromagnetic Acoustic Transducer,EMAT)对不同面积大小的腐蚀进行在线动态监测试验研究。结果表明,在动态监测过程中,相对于EMAT换能面积大小不同的腐蚀监测信号表现出不同的演化规律,同时腐蚀表面的状况和腐蚀产物的存在均会在不同程度上影响电磁超声监测信号的波形、幅值等特征,进一步分析提取EMAT连续监测的腐蚀特征信号,计算腐蚀深度,可以有效获取材料的腐蚀速率。

摘要： 基于电磁超声技术,研制了一款手持式高强度螺栓轴力测量仪,具有非接触、无需打磨、无需耦合剂和实时测量的特点。设计了可同时激发横波和纵波的电磁超声探头,实现了双波法轴力测量,能够解决在役螺栓长度未知的问题;设计了基于FPGA的高频大功率脉冲发射模块和低噪声信号调理模块,实现了电磁超声探头的激励与超声信号的接收;设计了基于Windows操作系统的数据处理软件,实现了数据采集-储存-分析-显示、结果显示、参数设置、工作流程控制等功能。利用该轴力测量仪对M36长600 mm的内六角螺栓进行轴力测量,结果表明,该轴力测量仪的测量相对误差在5%以内,能够满足工程测量需要。

摘要： 为了明确钢轨磨耗对电磁超声换能器(EMAT)换能时感应涡流及磁场分布的影响,文中以磨耗钢轨踏面同水平面的夹角为控制参数,在2°~10°范围内均匀设置六种工况,采用COMSOL Multiphysics有限元仿真软件,建立了两种不同朝向放置的EMAT线圈二维有限元模型,以中心频率为300 kHz的电流信号进行激励,分析六种钢轨磨耗工况下产生的感应涡流及磁通密度分布情况。结果表明:随着钢轨磨耗程度的增加,EMAT线圈在钢轨轨头表面产生的感应涡流及磁通密度均呈现指数级下降趋势。本研究为基于EMAT技术进行钢轨轨头缺陷的检测提供参考依据。

摘要： 电磁超声(EMAT)是近几年发展迅速的一种新兴无损检测技术,为进一步降低干扰波信号和增强横波信号,针对电磁超声设备的参数设计,通过有限元仿真方法开展正交实验,并进一步进行优化。

摘要： 基于Comsol Multiphysics软件,通过建立电磁超声辅助钎焊模型,研究洛伦兹力作用下钎料Sn-9Zn在SiC陶瓷表面的铺展行为.结果表明,在电磁超声作用下,钎料表面出现塌陷并向外铺展,伴随着钎料表面出现振动现象,随后线圈下方的部分钎料断裂并飞溅,中心处钎料收缩.当线圈通入交变电流时,在周边感生出方向呈周期性转换的交变磁场.钎料内部洛伦兹力方向整体指向钎料外部,在钎料边缘处逐渐指向母材表面,线圈下方钎料所受水平和垂直方向的洛伦兹力高于其它部分,最高时分别为63.96和31.2 kN/m^(3),顶部钎料在洛伦兹力、压力差和"坍塌效应"的共同作用下,促进钎料铺展.

摘要： 储罐是石油、化工等领域的重要储存容器,底板腐蚀是储罐最为常见的安全隐患之一。储罐底板腐蚀类型多样,目前广泛应用的储罐底板漏磁检测系统难以识别出均匀壁厚减薄缺陷且难以进行精确厚度测量。为此,根据电磁超声具有测厚精度高、不需要耦合剂、非接触等优点,研制了一套储罐底板电磁超声测厚系统。该系统主要包括储罐底板扫查器、信号激励接收控制器、运动控制器和计算机分析处理系统。通过探头线圈和硬件电路优化设计,使得该系统具有无A/D采样、低频激励时回波信号分辨率高的特点。实验室内厚度7~20 mm的16MnR阶梯钢板上测试结果表明,该系统能够实现储罐底板扫查式高精度、高灵敏度测厚。

摘要： 本文针对高温电磁超声换能器设计过程中检测线圈和耐高温隔热层参数不明确的问题,采用试验研究的方式分析了线圈加工方式、线径、圈数、隔热层材料和厚度对底面反射波幅度的影响。结果表明,0.2mm线径和80圈的手工绕制线圈具有最佳的检测效果。使用硅酸铝陶瓷纤维材料作为隔热层,能够在提高探头耐高温性能的同时,减少干扰信号的引入。

摘要： 电磁超声是近几年迅速发展的一种新兴无损检测技术,与常规超声相比具有非接触、无需耦合、适于高温检测、易于激发各种超声波形等优点。因此,本文基于数值模拟方法研究了不同线圈结构对电磁超声技术的影响,确定在本文研究条件下最佳线圈类型。

摘要： 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后,形成了更大幅度的二次谐波,应变达到7%以上试件发生了二次谐波幅的显著减小。试件不同应变程度的塑性损伤后,形成了比未塑性损伤试件更大的二次谐波变化幅度。提高塑性损伤程度后,材料受到超声波后发生了非线性应力应变,引起更明显的超声波畸变。应变达到7%以上时,材料发生了颈缩,结构钢试件应力也发生了减小。

摘要： 电磁超声检测技术已经成为了无损检测中的一项重要技术,并且得到了越来越多的科学家与工程师的认可.本文首先介绍了EMAT(Electromagnetic acoustic transducer)的国内外发展历程,分析了EMAT的优点与缺点.然后重点介绍了EMAT目前的应用情况,就高温测厚、焊缝检测、石油行业金属探伤、原油管道内检测等应用进行了讨论.最后展望了EMAT的未来发展走向,为EMAT的广泛应用提出了参考.

摘要： 针对石油炼化厂区爆炸环境下管道厚度的在线无损检测难题,研究了高提离距离的横波电磁超声无损检测技术及系统,最大提离距离可以达到7mm.实验结果表明,在提离距离7mm以内,被检测材料厚度5～35mm范围内,检测精度＜±0.05mm.

摘要： 电磁超声技术由于不需要额外的耦合剂,可以方便的激励出各种类型的超声导波以及非接触等特点从而被应用到输气管道在线管道检测.但是,电磁超声技术机电转换效率低,接收信号微弱;输气管道在线检测工况下的多种不利因素最终导致检测数据信噪比低,难以直接提取缺陷信息.本文针对这一情况,开展了电磁超声检测数据时频分析方法研究,提出了以希尔伯特—黄变换为基础的数据处理方法.利用该方法可以有效的提取缺陷信息,完成输气管道检测要求.

摘要： 电磁超声与传统的压电超声技术相比,它具有非接触、不需耦合剂、检测速度快、精度高、易激发各种超声波形、表面的油污等非导电材料不影响检测等优点,能更好地适应高温、高油污等恶劣场合.RAOMN电磁超声中厚板探伤系统可以满足轧钢厂中厚钢板以及铝厂铝合金板的在线检测.本文介绍RAMON电磁超声中厚板探伤系统的构成及其测试数据.自动钢板探伤系统，采用验证设备验证了其用于轧钢厂在线钢板内部自动探伤的可行性，该系统的性能指标达到了探伤的要求。将探伤验证设备的探头数量增加，就能测试更宽的钢板，完全可以替代目前的压电钢板探伤设备。

摘要： 介绍基于电磁超声的连铸坯液芯凝固末端位置在线测量的原理、组成,结合某钢厂板坯连铸机的生产实际情况,设置了5对电磁超声传感器来在线测量连铸坯液芯凝固末端位置,选取其中的3～4对在线测量了连铸坯在不同拉速情况下的液芯凝固末端位置并与动态轻压下相结合.测量结果表明,系统能根据拉速等工艺条件的改变,准确、实时地测量到连铸坯液芯凝固末端位置;测量数据能较好地与动态轻压下结合,显著改善连铸坯内部质量.

摘要： 电磁超声与传统压电超声同属于超声范畴.与传统的压电超声相比,电磁超声具有使用条件广泛,检测速度快等优点,然而由于电磁超声有一个近表面盲区,即当缺陷近表面(1-2mm)时,回波信号会与激励信号几乎重叠很难区分.相比于电磁超声检测,脉冲涡流检测方法对于近表面缺陷有较高的精度,但是由于趋肤深度的限制,无法准确地对更深的地方进行测量.然而经过分析研究发现,电磁超声本身包含脉冲涡流的部分,因此如果能够有效利用电磁超声中的涡流信号,有望实现电磁超声、脉冲涡流的复合无损检测.两种信号的复合提取分析,可以优缺互补.本文主要研究内容包括:基于有限元理论开发了电磁超声/脉冲涡流信号的复合数值模拟方法,从数值模拟角度比较了两种涡流信号,即脉冲涡流信号和超声涡流信号;基于数值模拟比较了两种涡流信号对检出信号的影响;提出了基于频谱分析、滤波等策略对混合检出信号进行信号分离提取的方法,并结合实验结果验证了所提信号分离提取方法的有效性.

摘要： 偏滤器作为托卡马克聚变装置的重要组成部分,大量采用具有热等压焊接(HIP)界面的多层管,其焊接界面的不良或脱粘会影响结构的传热性能.电磁超声检测有望用于多层管HIP焊接界面脱粘的无损检测.为验证管用电磁超声的有效性,本文首先改良了EMAT数值模拟程序,并针对单层管验证了程序的正确性.其次针对小径多层管提出了两种EMAT探头结构,通过仿真计算初步验证了其对于小径管HIP焊接界面脱粘检测的有效性,为多层管EMAT探头结构设计和参数优化奠定了基础.

摘要： 超声导波检测在无损检测中的有较好的应用前景，在大部分情况下，导波还是由压电换能器激发和接收。压电探头需要良好的耦合条件，这使得对旋转部件或高温部件的检测具有很大的限制。另外，在实际应用中，由压电换能器产生SH导波时需要使用于钢质斜楔或高粘度专用耦合剂，换能器移动受限、检测灵活性降低。在铝等非铁磁性材料中，无法利用磁致伸缩原理激发导波，在被测材料表面粘贴高磁致伸缩片，可以作为波的激发和接收媒介，实现SH波对非铁磁性材料的检测。本文介绍了EMAT激发SH波的原理，研究了在非铁磁性材料中利用SH波进行检测的方法，并通过实验验证了SH波的缺陷检测能力。在铁磁性材料中,SH导波可直接由电磁超声传感器(EMAT)产生,在铝等非铁磁性材料中,SH导波不能由磁致伸缩机理的传感器产生.在被测试件铝板上粘贴Fe-Co合金作为导波产生和接收的媒介,可以实现在非铁磁性材料上的缺陷检测.介绍了磁致伸缩型EMAT激发和接收SH导波的原理,通过实验,与Lamb导波对比验证了此方法的可行性.

摘要： 为解决冷轧生产中因焊缝缺陷而导致的断带问题,拟研制薄板对接焊缝缺陷在线检测系统.考虑到对在线检测系统的高灵敏度和实时性要求,以及对焊机干扰最小、对钢板状态及环境影响最小原则,分别采用电磁超声和射线数字成像检测方法对典型试板对接焊缝进行了离线检测研究,通过对检测能力、检测灵敏度、检测速度、系统复杂性、环境危害等进行综合比较分析,确定电磁超声检测法更适用于薄板激光对接焊缝缺陷的在线检测.

摘要： 本文介绍了高温超声波、电磁超声(不打磨)、脉冲涡流(不拆保温)等高温测厚技术,并结合现场检测的实例对比分析,比较了各种方法的优缺点与可行性.总体上,三种方法对于管线的在线高温测厚都能够满足工程技术应用,电磁超声方法对检测的管件部位适用性更宽.管线在线(不停输)测厚对于石化企业长周期运行、降低停车检修工作量具有重要意义.

摘要： 本发明提供一种电磁超声探头以及使用该电磁超声探头检测管道的方法，该电磁超声探头包括：探头架，具有安装空间；发射探头，固定在安装空间中，并且与竖直方向呈预定角度，通过将包括高频脉冲和低频脉冲的混合激励电流施加给发射探头，使得发射探头产生用于检测待测对象的两种不同的超声波；接收探头，固定在安装空间中，并且相对于竖直方向与发射探头对称地布置，接收由待测对象反射的超声波。

摘要： 本发明公开了一种电磁超声相控阵探头及电磁超声检测方法，其中，电磁超声相控阵探头包括封装外壳，还包括：设置在封装外壳内的相控阵换能单元和磁性单元，其中，相控阵换能单元包括：多个线性排列的相控阵换能阵元，相控阵换能阵元为沿中心线两侧对称的跑道型导电线圈，磁性单元用于提供偏置磁场，覆盖于相控阵换能单元上方，磁性单元的磁极方向与相控阵换能单元垂直。通过本发明，可以实现电磁超声相控阵检测。

摘要： 本发明公开一种钢轨轨腰电磁超声检测探头及电磁超声检测装置，涉及电磁超声检测技术领域。该钢轨轨腰电磁超声检测探头包括电磁超声检测传感器和支撑脚组件。电磁超声检测传感器包括壳体、磁铁组件及柔性线圈，磁铁组件与柔性线圈配合后嵌设于壳体内，壳体包括两侧的连接部。支撑脚组件分别固定设置于连接部，支撑脚组件包括至少两个滚动耦合支撑脚，每个滚动耦合支撑脚均包括滚轮安装座和滚轮，滚轮与滚轮安装座可转动连接，滚轮凸出于壳体的底面。该钢轨轨腰电磁超声检测探头具有精度高、非接触性的优点，在对钢轨轨腰进行探伤时无需耦合剂，较好实现高温环境和冰冻期环境下非接触探伤，损耗小，寿命长，波形稳定。

摘要： 本发明涉及一种电磁超声换能器及用电磁超声换能器自动检测钢板的设备。该换能器包括换能器外壳体，安装在换能器外壳体内的线圈以及永久磁铁，其特殊之处是：还包括用于控制换能器磁场系统“开通”或“关闭”的磁场切换装置、用于减少摩擦的导向轮并且导向轮通过高度可调的L型支架固定在换能器外壳体上。通过上述三个改进不仅实现了磁场系统的开闭，同时减小了电磁超声换能器和待测钢板之间的摩擦力，并且自动检测过程中保证了最佳的提离间隙使待测钢板顺利移动。

摘要： 本发明公开了一种多模式电磁超声检测系统和电磁超声传感器。其中，该电磁超声传感器在不同中心频率激励信号的激励下产生与中心频率相对应的多种波，该多模式电磁超声检测系统通过产生不同中心频率的窄频脉冲信号，控制该窄频脉冲信号进入该电磁超声传感器，利用电磁超声传感器产生的多种波对待测材料进行检测，并对待测材料的回波信号进行采集与处理，实现了通过一个电磁超声传感器产生多种波，进而通过一个电磁超声检测系统实施多种检测技术的技术效果。本发明解决了同时采用多种检测技术造成的检测系统过于复杂的技术问题。

摘要： 本发明提供一种电磁超声探头以及使用该电磁超声探头检测管道的方法，该电磁超声探头包括：探头架，具有安装空间；发射探头，固定在安装空间中，并且与竖直方向呈预定角度，通过将包括高频脉冲和低频脉冲的混合激励电流施加给发射探头，使得发射探头产生用于检测待测对象的两种不同的超声波；接收探头，固定在安装空间中，并且相对于竖直方向与发射探头对称地布置，接收由待测对象反射的超声波。

摘要： 消除电磁超声Lamb波多模式影响的电磁超声探伤检测方法,它涉及超声波检测技术领域，解决了目前在采用电磁超声检测方法实现非接触型超声无损检测的过程中，由于电磁超声Lamb波的多模式特性导致回波信号复杂、无法检测的问题。本发明首先根据待测试件的材料属性和厚度，确定电磁超声换能器的曲折线圈的间距波动范围和曲折线圈中通以激发电流频率的带宽范围，使所述电磁超声换能器的探头在待测试件中激发出单一模式的电磁超声Lamb波或激发出具有相同传播速度的多种模式的电磁超声Lamb波；然后开始检测，获取检测结果信号并进行数据处理，进而获得待测试件内部的缺陷位置和大小。本发明为电磁超声检测的广泛应用提供了基础。

摘要： 本实用新型涉及一种电磁超声换能器及用电磁超声换能器自动检测钢板的设备。该换能器包括换能器外壳体，安装在换能器外壳体内的线圈以及永久磁铁，其特殊之处是：还包括用于控制换能器磁场系统“开通”或“关闭”的磁场切换装置、用于减少摩擦的导向轮并且导向轮通过高度可调的L型支架固定在换能器外壳体上。通过上述三个改进不仅实现了磁场系统的开闭，同时减小了电磁超声换能器和待测钢板之间的摩擦力，并且自动检测过程中保证了最佳的提离间隙使待测钢板顺利移动。

摘要： 本实用新型公开一种钢轨轨腰电磁超声检测探头及电磁超声检测装置，涉及电磁超声检测技术领域。该钢轨轨腰电磁超声检测探头包括电磁超声检测传感器和支撑脚组件。电磁超声检测传感器包括壳体、磁铁组件及柔性线圈，磁铁组件与柔性线圈配合后嵌设于壳体内，壳体包括两侧的连接部。支撑脚组件分别固定设置于连接部，支撑脚组件包括至少两个滚动耦合支撑脚，每个滚动耦合支撑脚均包括滚轮安装座和滚轮，滚轮与滚轮安装座可转动连接，滚轮凸出于壳体的底面。该钢轨轨腰电磁超声检测探头具有精度高、非接触性的优点，在对钢轨轨腰进行探伤时无需耦合剂，较好实现高温环境和冰冻期环境下非接触探伤，损耗小，寿命长，波形稳定。

摘要： 本实用新型公开了一种多模式电磁超声检测系统和电磁超声传感器。其中，该电磁超声传感器在不同中心频率激励信号的激励下产生与中心频率相对应的多种波，该多模式电磁超声检测系统通过产生不同中心频率的窄频脉冲信号，控制该窄频脉冲信号进入该电磁超声传感器，利用电磁超声传感器产生的多种波对待测材料进行检测，并对待测材料的回波信号进行采集与处理，实现了通过一个电磁超声传感器产生多种波，进而通过一个电磁超声检测系统实施多种检测技术的技术效果。本实用新型解决了同时采用多种检测技术造成的检测系统过于复杂的技术问题。