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脉冲涡流阵列探头与铝合金缺陷定量检测

科学技术与工程 2022年第2期22卷 593-599页

作者：郭庆张洪波胡鸿志胡严太安晟佳桂林电子科技大学电子工程与自动化学院桂林541004 广西自动检测技术与仪器重点实验室桂林541004

针对航空铝合金试件体积较大的问题,建立了阵列式脉冲涡流探头有限元仿真模型,根据脉冲涡流趋肤效应及能量分布原理,设计了MAX038仿真模型产生激励信号并加载于阵列线圈上,通过优化线圈参数实现了试件缺陷的定量检测。结果表明,仿真模... 详细信息

针对航空铝合金试件体积较大的问题,建立了阵列式脉冲涡流探头有限元仿真模型,根据脉冲涡流趋肤效应及能量分布原理,设计了MAX038仿真模型产生激励信号并加载于阵列线圈上,通过优化线圈参数实现了试件缺陷的定量检测。结果表明,仿真模型激励信号加载于线圈上生成的磁场分布,与模拟激励相似但更接近实际情况。优化后的线圈提高了缺陷识别灵敏度和分辨率,在缺陷检测中表面缺陷宽度与特征信号峰值成正比,缺陷深度与特征信号峰值成指数关系。

关键词：阵列式脉冲涡流探头缺陷定量检测优化线圈参数 MAX038仿真模型

基于激光超声透射波波包能量的缺陷定量检测研究

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应用激光 2020年第1期40卷 158-163页

作者：贾广福郑宾郭华玲刘辉中北大学电气与控制工程学院山西太原030051 中北大学电子测试技术重点实验室山西太原030051

为了实现对金属构件表面微小裂纹的定量检测,本文采用仿真和实验相结合的方法,对经过不同深度表面裂纹的激光超声透射Rayleigh(瑞利)波的波形进行对比分析,提取畸变区域内的波形,计算其波包能量,研究波包能量与表面裂纹深度的依赖关系,... 详细信息

为了实现对金属构件表面微小裂纹的定量检测,本文采用仿真和实验相结合的方法,对经过不同深度表面裂纹的激光超声透射Rayleigh(瑞利)波的波形进行对比分析,提取畸变区域内的波形,计算其波包能量,研究波包能量与表面裂纹深度的依赖关系,并通过拟合表达式对裂纹深度进行反演。研究结果表明:当表面裂纹的深度以0.1 mm的步长从0.1 mm增加到0.5 mm时,透射Rayleigh波的波包能量呈线性减少,且仿真与实验分析结果相一致。反演所得裂纹深度与理论裂纹深度的最大误差为0.022 4 mm,总体平均误差为0.011 5 mm。因此,该研究结果可以有效的对表面裂纹深度进行定量表征。

关键词：激光超声缺陷定量检测波包能量分析透射波数值模拟

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激光超声信号与缺陷定量检测机理研究

兵器装备工程学报 2019年第2期40卷 174-178页

作者：张思思郑宾郭华玲宋潮郭震津中北大学电气与控制工程学院太原030051 中北大学电子测试技术重点实验室太原030051

提出了一种基于激光超声信号的金属表面缺陷定量检测方法,使用激光器在不同缺陷深度的金属铝板上激发超声信号,通过数字平均算法对超声信号进行预处理;将缺陷的理论能量衰减值精确到深度和宽度范围,得到理论能量衰减值与实际能量的比例... 详细信息

提出了一种基于激光超声信号的金属表面缺陷定量检测方法,使用激光器在不同缺陷深度的金属铝板上激发超声信号,通过数字平均算法对超声信号进行预处理;将缺陷的理论能量衰减值精确到深度和宽度范围,得到理论能量衰减值与实际能量的比例系数;得到实际能量值与缺陷深度的关系式。研究结果表明:利用信号实际能量值求出的缺陷深度与实际缺陷深度相对误差范围为3%～20%,缺陷深度的相对误差降低10%。该方法实现了对缺陷深度的定量评价,具有一定可行性。

关键词：激光超声无损检测系统缺陷定量检测能量分析缺陷深度

非磁性金属平板脉冲远场涡流传感器优化设计与缺陷定量检测

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计量技术 2013年第11期 3-7页

作者：张超王晓锋蒋锋聚张辉杨宾峰空军工程大学信息与导航学院西安710077 上海美多通信设备有限公司上海200333 空军工程大学科研部西安710051

将脉冲远场涡流检测技术应用于对非磁性金属平板的无损检测中,设计了一种新型脉冲远场涡流检测传感器,并通过仿真分析对传感器参数进行了优化.在此基础上,通过提取检测信号最后一个过零时间作为特征量,实现了对非磁性平板上、下表面缺... 详细信息

将脉冲远场涡流检测技术应用于对非磁性金属平板的无损检测中,设计了一种新型脉冲远场涡流检测传感器,并通过仿真分析对传感器参数进行了优化.在此基础上,通过提取检测信号最后一个过零时间作为特征量,实现了对非磁性平板上、下表面缺陷的定量检测.仿真结果表明,优化后传感器尺寸更小,并且可以较好的实现对非磁性金属平板中缺陷的定量检测.

关键词：非磁性金属平板脉冲远场涡流缺陷定量检测

金属构件缺陷的脉冲涡流近-远场复合定量检测

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无损检测 2023年第10期45卷 1-8页

作者：苏冰洁李勇任延钊刘正帅任淑廷陈振茂西安交通大学航天航空学院机械结构强度与振动国家重点实验室西安710049 陕西省无损检测与结构完整性评价工程技术研究中心西安710049

鉴于脉冲涡流检测和脉冲远场涡流检测在金属构件损伤检测中的优势,提出一种非铁磁性金属构件缺陷的脉冲涡流近-远场复合定量检测探头。通过数值仿真,在系统分析电磁场能流密度的基础上,研究脉冲涡流近-远场检测信号特性及其对构件腐蚀... 详细信息

鉴于脉冲涡流检测和脉冲远场涡流检测在金属构件损伤检测中的优势,提出一种非铁磁性金属构件缺陷的脉冲涡流近-远场复合定量检测探头。通过数值仿真,在系统分析电磁场能流密度的基础上,研究脉冲涡流近-远场检测信号特性及其对构件腐蚀减薄缺陷的响应灵敏度,剖析检测信号特征与缺陷尺寸参数间的关联规律。同时,搭建试验平台,进一步探究基于脉冲涡流近-远场复合定量检测的非铁磁性金属构件腐蚀减薄缺陷定量检测方法。仿真及试验结果表明,所提集成磁场直接和间接耦合分量的新探头构型可同时对金属构件腐蚀减薄缺陷实施脉冲涡流检测和脉冲远场涡流检测,增强了缺陷定量信息的有效拾取。

关键词：电磁无损检测脉冲远场涡流检测非铁磁性金属板件缺陷定量检测

回折线圈导线长度对表面波EMAT性能及缺陷检测的影响

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北京工业大学学报 2018年第5期44卷 665-671页

作者：邓鹏何存富吕炎刘增华焦敬品吴斌北京工业大学机械工程与应用电子技术学院北京100124

为了改善表面波电磁声传感器(electromagnetic acoustic transducer,EMAT)的激励及接收性能,并提高缺陷定量检测的准确性,试验研究了EMAT中回折线圈导线长度对传感器频率特性、所激励表面波声场指向性、衰减特性的影响.采用不同长度回... 详细信息

为了改善表面波电磁声传感器(electromagnetic acoustic transducer,EMAT)的激励及接收性能,并提高缺陷定量检测的准确性,试验研究了EMAT中回折线圈导线长度对传感器频率特性、所激励表面波声场指向性、衰减特性的影响.采用不同长度回折线圈对人工裂纹进行检测,得到了对应的反射和透射系数,分析了导线长度和裂纹长度相互关系对缺陷定量检测的影响.试验结果表明,表面波EMAT的频率特性与回折线圈导线长度无关,但其所激励表面波的声场指向性及衰减速率与导线长度密切相关,回折线圈导线长度越大,声束辐射半张角越小,表面波衰减越慢;作为接收传感器,回折线圈导线长度越大,EMAT检测时空间分辨率越低,但接收信号信噪比越高.导线长度小于裂纹长度时,才能得到准确的反射和透射系数.

关键词：表面波电磁声传感器导线长度声场指向性缺陷定量检测

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铁磁材料的电磁超声换能机制及微损伤检测

铁磁材料的电磁超声换能机制及微损伤检测

作者：王淑娟河北工业大学

学位级别：硕士

以铁磁性材料为主的金属构件广泛应用于高铁制造、铁路轨道、船舶制造、航空航天等重要领域。由于金属构件制造工艺的影响以及服役过程的恶劣条件,会使板状结构产生微小裂纹和塑性损伤,因此需要对铁磁材料板材的微损伤进行检测。电磁超... 详细信息

以铁磁性材料为主的金属构件广泛应用于高铁制造、铁路轨道、船舶制造、航空航天等重要领域。由于金属构件制造工艺的影响以及服役过程的恶劣条件,会使板状结构产生微小裂纹和塑性损伤,因此需要对铁磁材料板材的微损伤进行检测。电磁超声换能器（EMAT）是一种以无损方式对金属构件缺陷实施检测的核心设备。电磁超声换能器在非铁磁材料的无损检测中应用已经非常的广泛,而对铁磁材料的换能机理还未完善,从分析电磁超声换能器对不同材料的换能机理入手,研究铁磁材料的电磁特性对电磁超声换能机理的影响,为检测铁磁材料的微损伤奠定基础。因此,课题基于电磁超声开展了对铁磁材料钢板微损伤检测的研究,主要研究工作如下:1)基于本构方程建立检测铁磁材料的电磁超声换能器的仿真模型,对铁磁材料的电磁超声的三种换能机制进行理论分析,明确电磁超声检测铁磁材料与非铁磁材料的区别。铁磁材料具有磁致伸缩效应,磁致伸缩的非线性导致其电磁超声换能机制变得复杂。依据铁磁材料的力磁耦合的本构方程,考虑洛伦兹力、磁致伸缩效应和磁化力的共同作用,建立了钢板的电磁超声换能器有限元模型。2)电磁超声换能器（EMAT）的换能机制与被测试材料的电磁特性密切相关,EMAT对不同电磁特性材料的响应不同。利用建立的钢板电磁超声波的有限元模型,分析了偏置磁场及被测试件的电磁特性对电磁超声换能机制的影响,通过引入不同磁导率和电导率等效模拟塑性变形试件,分析换能机制与电磁特性的关系,并在此基础上搭建了基于电磁超声表面波的塑性变形检测系统。3)基于已建立的铁磁材料的电磁超声仿真检测模型,仿真分析了表面波对钢板中缺陷的响应特性,得出缺陷深度与反射系数、透射系数的关系,为钢板裂纹缺陷定量检测奠定基础。对标准试件的不同深度裂纹进行实验研究,验证了仿真分析的正确性和有效性。4)通过对拉伸的标准工字板试件进行相对磁导率检测,得到不同塑性损伤试件与相对磁导率变化的对应关系。塑性变形会改变钢板的电磁特性,进而影响到检测信号的变化。基于搭建的电磁超声检测系统对不同的试件进行电磁超声非线性检测实验,得到了相对非线性系数与塑性变形的对应关系,并验证塑性变形、电磁参数与非线性检测信号之间的关系。

关键词：铁磁材料电磁超声表面波磁致伸缩力缺陷定量检测塑性变形电磁特性

同方学位论文库评论

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铁磁性平板导体件远场涡流有限元仿真与分析

计量技术 2012年第10期 3-5页

作者：崔文岩朱荣新杨宾峰李龙军空军工程大学电讯工程学院西安710077

本文首先分析了平板导体件远场涡流的检测原理，然后采用ANSYS仿真软件建立了适用于平板导体件的远场涡流检测模型。在此基础上，通过提取X向磁场峰值信号的信息（包括峰值幅值和峰值宽度）实现了对铁磁性平板导体件中缺陷的定量检测。... 详细信息

本文首先分析了平板导体件远场涡流的检测原理，然后采用ANSYS仿真软件建立了适用于平板导体件的远场涡流检测模型。在此基础上，通过提取X向磁场峰值信号的信息（包括峰值幅值和峰值宽度）实现了对铁磁性平板导体件中缺陷的定量检测。仿真结果表明，该模型对平板导体件的上下表面缺陷具有相同的检测灵敏度。

关键词：平板导体件远场涡流仿真分析缺陷定量检测