電磁超聲可用于燃氣管道的內(nèi)檢測,但外部的腐蝕缺陷會影響厚度檢測。為了研究腐蝕形成的斜面缺陷對電磁超聲測厚的影響,分析了橫波在斜面試件中傳播和反射,發(fā)現(xiàn)使用橫波電磁超聲換能器進行斜面測量中誤差產(chǎn)生的原因為橫波的到時差異,并用基于COMSOL的有限元模型對換能和測厚過程/進行仿真,最后通過缺陷鋼板的實驗驗證分析的結(jié)論。研究發(fā)現(xiàn)在小傾角的斜面缺陷情況下,測得厚度偏大;斜面越陡,誤差越大。 

【文章來源】：儀表技術(shù)與傳感器. 2020,(08)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

橫波電磁超聲傳感器結(jié)構(gòu)示意圖

斜面檢測時橫波的傳播路徑如圖2所示。探頭的直徑為D,斜面的傾角θ,以探頭中心對應(yīng)表面位置為原點O建立坐標(biāo)軸,探頭中心位置對應(yīng)的斜面厚度為h,稱為中心厚度。探頭產(chǎn)生的橫波向下傳播到達斜面后發(fā)生反射,部分聲波回到線圈。由于反射縱波的能量較小且反射角更大,因此只分析反射橫波�？紤]兩個特殊位置的入射波:入射點為A1的回波位置在線圈左邊緣A2,入射點在右邊緣 B1的回波位置在B2。對于x位置入射的橫波來說,回波的位置為x-(h-x·tanθ)·tan2θ,要求能檢測到回波,則需要滿足B2點在線圈范圍內(nèi),即:

通過COMSOL對橫波電磁超聲換能過程進行仿真。模型結(jié)構(gòu)示意如圖3所示。模型由帶斜面缺陷的試件、螺旋線圈、永磁體和空氣域組成。探頭直徑D=20 mm,與缺陷同寬,線圈匝數(shù)為5,導(dǎo)線間距為1 mm,提離距離為1 mm,試件厚度H=8 mm。線圈激勵函數(shù)為頻率4 MHz的經(jīng)過漢寧調(diào)制的正弦脈沖信號。在二維平面內(nèi),線圈左右兩側(cè)所通過的電流時刻相反。

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3208399