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电磁超声法测量结构内部温度场的试验研究

机械工程学报 2019年第6期55卷 93-99页

作者：魏东石友安胡斌寿比南桂业伟中国特种设备检测研究院北京100029 中国空气动力研究与发展中心绵阳621000

为实现结构内部温度场的无损、实时与高精度探测,研究设计一种可非接触式测量的电磁超声测温原理性试验系统。通过检测超声波回波信号在结构内部传递过程中波速的变化,根据热/声耦合理论,采用基于灵敏度法的温度场重建技术实现了对超声... 详细信息

为实现结构内部温度场的无损、实时与高精度探测,研究设计一种可非接触式测量的电磁超声测温原理性试验系统。通过检测超声波回波信号在结构内部传递过程中波速的变化,根据热/声耦合理论,采用基于灵敏度法的温度场重建技术实现了对超声传播路径上温度非均匀分布状态的测量。基于钢试件的标定试验、稳态传热试验和瞬态传热试验,对超声测温系统及灵敏度测温方法的可靠性和准确性进行了试验研究。试验结果表明,采用灵敏度法的超声测温技术,结合无损非接触式探测的电磁超声方法,能够有效测量结构内部稳态/瞬态温度场分布状态,具有重要的工程应用价值。

关键词：超声测温方法结构内部温度场电磁超声无损测温试验系统灵敏度法

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电磁超声兰姆波在铝板传播中的模态识别

仪器仪表学报 2014年第4期35卷 909-916页

作者：杨理践邹金津邢燕好沈阳工业大学信息科学与工程学院沈阳110870

针对兰姆波多模态特性使其回波信号难以识别的问题,研究了铝板传播中兰姆波模态的产生依据及与激励频率的关系,为电磁超声兰姆波检测仪器研制提供依据。采用分立式电磁超声兰姆波换能器结构,通过数值计算、仿真分析、实验研究互为验证... 详细信息

针对兰姆波多模态特性使其回波信号难以识别的问题,研究了铝板传播中兰姆波模态的产生依据及与激励频率的关系,为电磁超声兰姆波检测仪器研制提供依据。采用分立式电磁超声兰姆波换能器结构,通过数值计算、仿真分析、实验研究互为验证的方法对兰姆波多模态的传播特性和识别进行分析,确立了换能器结构尺寸、检测频厚积点、工件被检范围等参数。结果表明,频厚积点在群速度相等的三交点处时,激励产生的单一模态兰姆波检测铝板最佳。

关键词：电磁超声兰姆波换能器频散曲线模态识别

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电磁超声检测频率自适应优化方法研究

机械工程学报 2019年第14期55卷 11-18页

作者：郑阳周进节张宗健谭继东中国特种设备检测研究院北京100029 中北大学机械工程学院太原030051

电磁超声(Electromagnetic acoustic testing,EMAT)检测易受温度、提离和被检对象材料的影响,使换能器的辐射声场、阻抗特性和换能效率发生变化,导致同样的检测系统及参数在不同工况下检测效果差异很大。其中检测频率是需要优化的关键... 详细信息

电磁超声(Electromagnetic acoustic testing,EMAT)检测易受温度、提离和被检对象材料的影响,使换能器的辐射声场、阻抗特性和换能效率发生变化,导致同样的检测系统及参数在不同工况下检测效果差异很大。其中检测频率是需要优化的关键因素之一,实验室常采用逐个频率点扫频测试寻找最佳检测频率的方法进行优化,效率极低,难以在现场实时应用。提出一种基于线性Chirp信号实现电磁超声传感器最佳检测频率快速优化的方法,通过数据处理的方式,可以在一次激励接收过程中,实现对一段频率中各频率点检测信号的提取,从而快速优化得到工况下相对最佳检测频率。采用该方法的检测系统可自适应现场温度、接触条件及被检对象变化,实时优化选择检测频率,得到最佳检测效果。

关键词：电磁超声检测频率参数优化自适应影响因素

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电磁超声激励系统阻抗匹配网络的设计

电工技术学报 2016年第16期31卷 1-6页

作者：刘素贞张严伟张闯蔡智超杨庆新河北工业大学电磁场与电器可靠性省部共建重点实验室天津300130 天津工业大学电工电能新技术天津市重点实验室天津300387

电磁超声换能器的换能效率低是限制电磁超声技术广泛应用的一个重要因素，如何提高换能器的换能效率一直都是电磁超声领域的研究重点。激励线圈作为激励系统中十分重要的一部分，其激励电流的大小决定试件表面产生电磁力的大小。但是，... 详细信息

电磁超声换能器的换能效率低是限制电磁超声技术广泛应用的一个重要因素，如何提高换能器的换能效率一直都是电磁超声领域的研究重点。激励线圈作为激励系统中十分重要的一部分，其激励电流的大小决定试件表面产生电磁力的大小。但是，由于线圈和功率放大器之间存在严重的阻抗失调，使其流过的电流及获得的功率不是很理想。为此，根据电抗元件网络可精确实现调谐和变阻的特性，结合二进制的组合方式，设计了能够匹配多种频率线圈的电抗网络。该网络的接入可实现功率源和负载之间的最大功率传递，提高加载在线圈上的电流，为电磁超声激励提供较大的能量。仿真和实验结果表明：该匹配网络能在0.5～5MHz宽频率范围内有效地提高电源的输出效率，提升电磁加载的信噪比及转换效率，为电磁超声的后续研究奠定基础。

关键词：电磁超声电磁力调谐变阻阻抗匹配宽频率

电磁超声作用下Sn-9Zn钎料在SiC表面铺展分析

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焊接学报 2022年第2期43卷 55-60,I0006页

作者：张茗瑄马志鹏陈桂娟夏法锋于心泷东北石油大学大庆163318

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... 详细信息

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.

关键词：电磁超声磁场洛伦兹力铺展

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电磁超声多界面检测信号去噪方法研究

声学学报 2007年第3期32卷 226-231页

作者：宋卫华王小民李明轩中国科学院声学研究所

为了解决传统压电超声换能器检测方式耦合不稳定的问题,将电磁超声应用于多层粘接结构界面检测。针对电磁超声界面检测信号噪声高和盲区大的问题,在电磁声换能原理和盲区成因分析的基础上,用小波阈值滤波和自适应抵消滤波方法对检测信... 详细信息

为了解决传统压电超声换能器检测方式耦合不稳定的问题,将电磁超声应用于多层粘接结构界面检测。针对电磁超声界面检测信号噪声高和盲区大的问题,在电磁声换能原理和盲区成因分析的基础上,用小波阈值滤波和自适应抵消滤波方法对检测信号进行了处理,达到了降低信号噪声和减小盲区的目的。对钢板和双层橡胶粘接样品的回波信号处理结果表明:小波阈值滤波将信噪比提高了约12 dB,自适应抵消滤波有效地减小了由感生信号产生的盲区。

关键词：检测信号电磁超声去噪方法压电超声换能器多界面自适应抵消多层粘接结构回波信号处理

电磁超声界面回波瞬时图谱分析与神经网络识别

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声学学报 2007年第4期32卷 333-337页

作者：宋卫华王小民李明轩中国科学院声学研究所

针对钢板背后多层橡胶粘接结构,选择较佳实验频率值作为电磁声换能器的激励源频率。提取了检测回波的瞬时振幅、瞬时相位和瞬时频率三种瞬时参数,将瞬时参数构成三维瞬时图谱定性识别不同粘接状态。将敏感时间窗内的平均瞬时参数组成特... 详细信息

针对钢板背后多层橡胶粘接结构,选择较佳实验频率值作为电磁声换能器的激励源频率。提取了检测回波的瞬时振幅、瞬时相位和瞬时频率三种瞬时参数,将瞬时参数构成三维瞬时图谱定性识别不同粘接状态。将敏感时间窗内的平均瞬时参数组成特征向量,利用BP神经网络进行识别,对训练集与测试集的识别结果表明,该方法可以实现电磁超声界面回波的自动识别与分类,识别正确率不低于95%。

关键词： BP神经网络网络识别界面回波瞬时振幅图谱分析电磁超声电磁声换能器瞬时参数

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电磁超声表面波声场指向性的试验研究

钢铁 2005年第1期40卷 55-57页

作者：姚君范弘贾慧明钢铁研究总院分析测试所北京100081

介绍了一种测量电磁超声声场分布的方法。它采用一组置于直流永久磁场中的并行紧密排列的线圈作为接收线圈 ,对回折形发射线圈所激发的电磁超声表面波声场强度进行了测量。给出了电磁超声表面辐射声场的指向性规律。

关键词：电磁超声表面波声场

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电磁超声体波方法对内部孔洞缺陷检测研究

传感技术学报 2017年第1期30卷 64-70页

作者：蔡智超张闯华东交通大学电气与自动化工程学院南昌330013 河北工业大学电磁场与电器可靠性省部共建重点实验室天津300130

电磁超声是一种新型的超声检测方法,其具有非接触、不受工作环境影响、易于激发多种类型的超声波等优点。本文研究了电磁超声体波对结构件内部孔洞缺陷探测问题,首先利用离散点源实现对电磁超声声场的分析;而后利用有限元方法对电磁-结... 详细信息

电磁超声是一种新型的超声检测方法,其具有非接触、不受工作环境影响、易于激发多种类型的超声波等优点。本文研究了电磁超声体波对结构件内部孔洞缺陷探测问题,首先利用离散点源实现对电磁超声声场的分析;而后利用有限元方法对电磁-结构多场耦合建模,研究超声体波在体内缺陷处的波型转换以及模式转换后爬波在缺陷表面传播情况;最后利用电磁超声体波对孔洞缺陷的尺寸、位置进行了定量检测。有限元计算结果与简化解析求解得到较好的验证,本文为电磁超声对体内孔洞缺陷的应用评估提供良好基础。

关键词：电磁超声波型转换孔洞缺陷有限元方法