电磁超声无损检测技术的研究与实验

发布时间：2017-06-29 21:19

  本文关键词：电磁超声无损检测技术的研究与实验，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：电磁超声(Electromagnetic Acoustic Transducer,EMAT)是无损检测领域出现的新技术,以其精度高、不需要耦合剂、非接触、适合于高温检测、移动检测和相控阵操作,以及容易激发各种超声波型等优点,具有广泛的应用前景,正越来越受到人们的关注和重视。论文以电磁超声无损检测技术为对象进行研究。 本文首先介绍了电磁超声技术发展的应用的历史,在总结前人成果的基础之上,研究了电磁超声系统的基本理论。电磁超声换能器是由磁铁、激励线圈和被测试件三部分构成,利用数学方法对三者之间的场效应进行分析研究,并对磁铁和线圈进行有限元仿真分析,为EMAT试验系统的设计奠定了理论基础。 在理论研究、模型仿真的基础之上,对EMAT试验系统进行设计。系统中EMAT选择U形交流电磁铁和蛇形曲折线圈构成,并设计了换能器的装配。利用MAX038芯片设计了猝发式脉冲序列发生电路,并匹配了相应的功率放大电路。接收电路由二极管限幅电路、两级差分放大电路和选频放大电路组成。经过处理后的接收信号由TDS5034B型示波器接收显示。 利用实验系统对钢板进行表面裂纹检测实验。通过平均算法对接收信号进行平滑滤波,对不同激励频率、励磁电压和提离距离下的检测结果进行分析,研究了各种参数对检测效果的影响,对前文的理论分析和仿真结果进行验证。
【关键词】：无损检测 电磁超声 有限元仿真 激励电路
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TH878
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 绪论7-12
• 1.1 课题研究的目的和意义7-8
• 1.2 电磁超声技术国内外研究现状8-10
• 1.3 本课题的主要研究内容10-12
• 第二章 EMAT 的基本原理12-23
• 2.1 EMAT 的发射和接收原理12-14
• 2.1.1 洛伦兹力方式12-13
• 2.1.2 磁致伸缩力方式13-14
• 2.2 EMAT 的数值分析14-19
• 2.2.1 磁铁作用的数值分析14-16
• 2.2.2 EMAT 激励线圈的数值分析16-18
• 2.2.3 被测试件中力场的数值分析18-19
• 2.3 EMAT 检测中常用的波形19-22
• 2.4 本章小结22-23
• 第三章 EMAT 的有限元仿真23-37
• 3.1 电磁超声中场量的计算23-25
• 3.2 EMAT 的ANSYS 仿真25-36
• 3.2.1 偏置磁场的有限元仿真25-29
• 3.2.2 EMAT 的有限元仿真29-34
• 3.2.3 线圈感生涡流场的仿真34-36
• 3.3 本章小结36-37
• 第四章 电磁超声实验系统的设计37-54
• 4.1 EMAT 试验装置系统的设计37-38
• 4.2 EMAT 换能器38-42
• 4.2.1 换能器中磁铁的选择38-39
• 4.2.2 换能器中激励线圈的选择39-41
• 4.2.3 换能器参数的确定和装配41-42
• 4.3 EMAT 信号激励系统的研究和设计42-51
• 4.3.1 猝发式脉冲发生电路的设计42-48
• 4.3.2 功率放大电路的设计48-49
• 4.3.3 发射线圈的阻抗匹配49-50
• 4.3.4 总结50-51
• 4.4 EMAT 信号接收部分51-52
• 4.5 本章小结52-54
• 第五章 电磁超声的裂纹检测实验54-63
• 5.1 引言54-55
• 5.2 EMAT 实验系统的接收信号及其处理方法55-57
• 5.3 EMAT 实验系统的裂纹检测实验57-62
• 5.3.1 裂纹检测实验57-58
• 5.3.2 偏置磁场大小对回波信号的影响58-59
• 5.3.3 激励频率对检测效果的影响59-61
• 5.3.4 提离距离对缺陷检测的影响61-62
• 5.4 本章小结62-63
• 第六章 总结与展望63-65
• 6.1 总结63-64
• 6.2 展望64-65
• 参考文献65-69
• 发表论文和参加科研情况说明69-70
• 发表的论文69
• 参加的科研情况69-70
• 致谢70

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