感应式磁声检测技术在钢板检测中的研究

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随着工业化的发展,钢材被应用在了各种各样的领域,比如:天然气管道、轮船、汽车等等。然而,随着时间的推移,钢材在使用过程中会出现腐蚀、裂纹等缺陷,这些缺陷严重影响了使用的安全,所以必须在事故发生之前对其进行检测以评估其安全性。本文在对比多种无损检测方法及研究感应式磁声成像的基础上提出了感应式磁声检测的新方法。该方法是在静态磁场下,通过脉冲电流激励被测钢板表面,进而在钢板内部发生电一磁一声的相互转化,最后提取钢板表面的磁声信号。该方法与被测材料无接触,无耦合,可在恶劣环境下进行工作,非常适合钢板的在线检测。  本文首先分析了基于磁致伸缩机理下的感应式磁声检测技术的基本原理,并且推导出了磁声信号的波动方程及接收方程,同时简要介绍了铁磁性材料的磁化与磁致伸缩特性;接着为了确定磁声信号的模式,介绍了无损检测常用的超声信号;最后在理论分析的基础上,研制出一套感应式磁声检测的实验装置。该实验装置主要包括信号发生器、功率放大器、阻抗匹配电路和放大滤波电路等。  本文利用研制出的感应式磁声检测实验平台,在不同厚度的钢板上激发出了瑞利波与兰姆波,然后分别利用这两种波模式实现了对缺陷的检测,同时利用兰姆波检测出了缺陷的具体宽度。最后研究了不同激励脉冲,磁声线圈偏转角度,磁声线圈的提离值与缺陷相对磁声线圈的不同位置等因素对检测结果的影响,为后续的研究打下了基础。
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