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管道运输行业已经成为国家发展的命脉行业,与此同时,针对管道缺陷的检测技术也成为近些年来的火热的研究要点,尤其是无损检测技术的研究在不断进步发展。电磁超声无损检测技术在近年来逐渐得到大家的重视。相比于传统的超声检测技术,电磁超声无损检测技术有着其自身独特的优点,首先电磁超声检测技术不需要耦合剂的使用,同时也不需要对待测试件表面进行特殊处理,简单快捷;另外,电磁超声可以产生多种波形,可以有多种不同的检测模式,在未来将得到广泛的应用。本文将从以下几个方面进行研究。
第一,对国内外电磁超声技术的研究成果进行总结综述,对电磁超声换能机理进行研究剖析,其中包括电场、磁场、力场以及运动场,通过数学推导进行细致的分析,给出完整的转换过程方程式。同时对电磁超声换能器EMAT(Electromagnetic Acoustic Transducer)的不同换能模式进行分析研究,通过对电磁超声基本理论的探讨,明确研究对象的工作机理,深入了解在系统研究设计中的需要关注的问题,同时分析不同的换能器结构与超声波形之间的联系。
第二,通过实验以及ANSYS有限元仿真的方式,针对电磁超声换能器的效率提高进行探索,因为电磁超声换能器换能效率十分低,所以对换能效率的提升也就是系统设计的一个重点难点,针对优化设计的研究主要包括线圈的线间距、线圈与被测试件之间的提离值、激励信号的幅值等,通过数学模型分析、有限元仿真分析、硬件电路系统实验验证等方式进行电磁超声换能器的参数优化组合设计。
第三,硬件电路设计方面。针对电磁超声无损检测系统进行设计,包括激励电源、前置后置的放大电路,阻抗匹配电路设计,换能器线圈设计,以及数据信号的采集存储。
最后,针对设计的试验系统进行实验,对仿真结果进行验证分析,得到较高准确性的仿真体系。同时以实验室现有实验条件进行检测,对得到的电磁超声检测数据进行预处理,进行奇异值剔除,同时提出改进的去噪新方法的实现过程,对电磁超声检测数据进行噪声去除,得到数据较为干净,与此同时可以验证系统的可用性。
第一,对国内外电磁超声技术的研究成果进行总结综述,对电磁超声换能机理进行研究剖析,其中包括电场、磁场、力场以及运动场,通过数学推导进行细致的分析,给出完整的转换过程方程式。同时对电磁超声换能器EMAT(Electromagnetic Acoustic Transducer)的不同换能模式进行分析研究,通过对电磁超声基本理论的探讨,明确研究对象的工作机理,深入了解在系统研究设计中的需要关注的问题,同时分析不同的换能器结构与超声波形之间的联系。
第二,通过实验以及ANSYS有限元仿真的方式,针对电磁超声换能器的效率提高进行探索,因为电磁超声换能器换能效率十分低,所以对换能效率的提升也就是系统设计的一个重点难点,针对优化设计的研究主要包括线圈的线间距、线圈与被测试件之间的提离值、激励信号的幅值等,通过数学模型分析、有限元仿真分析、硬件电路系统实验验证等方式进行电磁超声换能器的参数优化组合设计。
第三,硬件电路设计方面。针对电磁超声无损检测系统进行设计,包括激励电源、前置后置的放大电路,阻抗匹配电路设计,换能器线圈设计,以及数据信号的采集存储。
最后,针对设计的试验系统进行实验,对仿真结果进行验证分析,得到较高准确性的仿真体系。同时以实验室现有实验条件进行检测,对得到的电磁超声检测数据进行预处理,进行奇异值剔除,同时提出改进的去噪新方法的实现过程,对电磁超声检测数据进行噪声去除,得到数据较为干净,与此同时可以验证系统的可用性。