电磁超声检测在工程测厚中应用,本文是一篇关于电磁超声检测论文范文，可作为相关选题参考,和写作参考文献。
电磁超声检测论文参考文献：
摘 要：本文介绍了电磁超声产生的机理及其测厚原理,并提出了用于铁磁材料测厚且简单方便的电磁超声激发和接受的方法,对电磁超声测厚系统和回波信号接收处理过程进行了简述.同时很好的解决了实际应用中存在的关键技术,通过两种线圈对标准试块的实测验证了可行性.
关键词：电磁超声；测厚；线圈
在工程测厚中,超声检测技术目前已经十分成熟,尤其是利用压电原理制成的超声波探头,简称压电探头,具有体积小、重量轻、制造简单和使用便捷等优点,但也有其不足之处：必须耦合,探头和工件之间需要通过耦合剂紧密结合,但是这样必然会造成探头的磨损,同时也无法应用于自动测厚和高温实时测厚；只能激发纵波,几乎无法激发横波,因为纵波的速度为横波的两倍左右,同一频率下纵波的测量精度只有横波的一半,所以整体测量精度不够；只能激发平行声场,所以不适用于小半径的管材测厚,无法正常反映管材的厚度.一直以来人们都在寻找新的超声测厚方法来克服压电超声测厚的不足,而近些年来发展起来的电磁超声测厚有望解决这个问题.
电磁超声测厚原理和探伤类似,也是有基于洛伦兹力和基于磁致伸缩力的两种效应.在铁磁性工件中,两种力都会作用,但一般以磁致伸缩效应为主.
铁磁性物质具有类似晶体的结构,相邻的原子之间由于电子自旋而产生磁矩,磁矩之间有相互作用力使得它们平行的排列在一个方向上,形成磁畴.在没有外界磁场的作用时,磁畴之间相互平衡,整体磁化强度等于零.当有外界磁场作用时,这一平衡遭到破坏,磁畴的磁化强度矢量都转向外界磁场方向并和之平行,使得其长度或体积随之发生微小变化,这种现象就成为磁致伸缩效应.
因此,借助激励线圈中的交变电流,在铁磁性工件中产生交变磁场,在外界偏置磁场作用下,形成磁致伸缩效应并产生超声波.和磁致伸缩效应相反,当铁磁性材料的尺寸发生变化时,也会引起磁畴的转动,进而在内部产生磁场,这就是逆磁致伸缩效应.
电磁超声测厚一般采用声波脉冲反射法,自发自收.在进行高分辨率或者薄形材料的检测时,也可以使用一发一收装置.超声波在传播过程中,遇到两种介质的交界面就会发生反射和透射.垂直入射的超声波经过工件上表面,遇到下表面和空气的交界面会反射,通过分析回波就可以得出工件的厚度.
假设工件和空气的声阻抗为Z1和Z2,对于垂直入射的超声波,可知反射系数R和透射系数T分别为：
因为空气中的声阻抗Z2远小于工件中的声阻抗Z1,所以R约等于1,T约等于0,可以认为超声波在交界面发生全反射,并且在上下表面来回反射.故而,被测工件的厚度d可以用下式计算：
其中,Tn为两个回波信号波峰的时间差,也就是超声波在上下表面往返所用的时间,C为超声波在被测工件中传播的声速.由于超声波在温度不同时,传播速度会有变化,所以有时需要对声速进行温度补偿.
电磁超声测厚系统主要由换能器、匹配电路、发射电路、接收电路和示波器及处理端.匹配电路即阻抗匹配,可以提升换能器的换能效率.超声发射器包括功率放大器、频率调节器和脉冲产生电路.频率调节器调节正弦波的频率和脉冲的脉宽,功率放大器为脉冲产生电路充电.电磁超声换能器在接收到回波信号后,通过放大和滤波处理,交给PC端进行处理,进行厚度的求值计算,经过放大和滤波后的波形可以通过示波器显示.
电磁超声测厚系统中,回波信号的处理好坏直接关系到测量结果的准确和否.从换能器接收到的回波信号需要经过放大、滤波等处理,如图1所示.
图1电磁超声回波信号接收处理过程
电磁超声换能器接收到回波信号,传给放大电路,对超声信号进行整体幅度的线性放大.将信号提升到足以克服后续和滤波级的噪声电平的电压水平,可以使噪声比达到最大.滤波器为窄带滤波,可以消除掺杂频率响应,降低电源的干扰,有助于提升系统信噪比.
实验主要测试在不同发射频率、不同材料及不同磁场强度下电磁超声探头线圈阻抗及频率特性,该测试数据作为电磁超声探头波形模态的产生、设计及匹配电磁超声发射电路的重要依据.使用器材为跑道型线圈（有效区域：18mm x 8mm）,具有电流测试功能的数字示波器,0-30V双路稳压电源,万用表,永磁体钕铁硼,高压发射试验电路板,信号接收放大试验电路板,和电磁超声专用试块（厚度25mm和厚度50mm）.
将线圈放置于50mm电磁超声专用试块上,加上永磁体,在50mm试块上检测的回 形如图3所示.
在25mm试块上检测的回 形如图4.
对比图3和图4可以看出,图4的回波周期正好是图3回波周期的一半,通过计算（声速3200m/s）也可以看出两个回波之间的工件厚度非常接近50mm和25mm,由此可以得出产生的超声波是垂直入射的横波.
用制好的铝合金外壳将线圈和永磁体钕铁硼固定,就成了电磁超声测厚探头,操作更加方便和稳定.
电磁超声发射和接收等关键技术解决后,通过实验验证了超声测厚的实际可行性,由于电磁超声测厚精度较高、无需耦合剂,故可应用于自动测厚和高温在线测厚等领域,具有广泛的应用前景.
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结论：关于电磁超声检测方面的论文题目、论文提纲、超声导波检测论文开题报告、文献综述、参考文献的相关大学硕士和本科毕业论文。
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