鋁板是十分重要的工業(yè)原材料之一,但在生產(chǎn)時(shí)容易產(chǎn)生缺陷,需要使用無(wú)損檢測(cè)的方法剔除殘次品。電磁超聲SH(Shear Horizontal,簡(jiǎn)稱SH)導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)以其非接觸、頻散特性簡(jiǎn)單的特點(diǎn)而在鋁板缺陷檢測(cè)方面具有重大優(yōu)勢(shì)。然而,對(duì)SH導(dǎo)波電磁超聲換能器(Electromagnetic Acoustic Transducer,簡(jiǎn)稱EMAT)的理論研究還存在不足,EMAT聲場(chǎng)分布并不明確,而解析法求解難度大,難以指導(dǎo)換能器設(shè)計(jì)。其次,常規(guī)方法只能判斷出缺陷位置,并不能確定缺陷類型和大小。此外,SH導(dǎo)波EMAT換能效率低,進(jìn)一步限制了該技術(shù)的推廣和應(yīng)用。針對(duì)上述問(wèn)題,本文研究了電磁超聲SH導(dǎo)波鋁板缺陷檢測(cè)技術(shù)。針對(duì)SH導(dǎo)波EMAT聲場(chǎng)分布不明確,而解析法求解難度大的問(wèn)題,本文建立了電磁超聲SH導(dǎo)波三維頻域仿真模型,得到其聲場(chǎng)指向角為16.7°。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步研究了線圈內(nèi)外徑、磁鐵間距和數(shù)目等EMAT幾何參數(shù)對(duì)聲場(chǎng)指向性的影響,便于確定較優(yōu)參數(shù),從而指導(dǎo)EMAT設(shè)計(jì)。針對(duì)常規(guī)方法不能確定缺陷類型和大小的問(wèn)題,本文提出將實(shí)驗(yàn)和仿真所得周向散射圖進(jìn)行相似度對(duì)比來(lái)確定缺陷類型和大小的方法。為此,建立了SH導(dǎo)波EMAT三維時(shí)域仿真模型,得到SH導(dǎo)波與通孔和槽型缺陷作用的周向散射圖。仿真得到當(dāng)缺陷尺寸增大時(shí),反射波的能量增強(qiáng),透射波的能量減弱。針對(duì)SH導(dǎo)波EMAT換能效率低的現(xiàn)狀,設(shè)計(jì)了電磁超聲SH導(dǎo)波檢測(cè)系統(tǒng)。設(shè)計(jì)大功率發(fā)射電路,能輸出最大功率為2.5k W的猝發(fā)音(Tone Burst)信號(hào)用于激勵(lì)SH導(dǎo)波EMAT。設(shè)計(jì)上位機(jī)軟件,實(shí)現(xiàn)發(fā)射脈沖參數(shù)設(shè)置。設(shè)計(jì)四通道接收電路用于對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行放大和濾波處理,其放大增益最大可達(dá)80d B。設(shè)計(jì)發(fā)射和接收SH導(dǎo)波EMAT用于缺陷檢測(cè)。搭建了電磁超聲SH導(dǎo)波檢測(cè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),分別對(duì)Φ2mm和Φ6mm通孔型缺陷以及長(zhǎng)度為6mm和15mm的槽型缺陷進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。由12通道接收探頭檢測(cè)SH導(dǎo)波與缺陷作用的周向散射圖,將其和仿真中各周向散射圖進(jìn)行相似度對(duì)比,和實(shí)驗(yàn)結(jié)果最相似的仿真周向散射圖所對(duì)應(yīng)的缺陷類型和大小即是所檢缺陷信息。通過(guò)實(shí)驗(yàn)所確定的缺陷信息和缺陷理論值一致,由此表明本文所提出的方法能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)鋁板通孔和槽型缺陷的定性和定量檢測(cè)。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TB552
【部分圖文】：

圖 5-2 多通道接收探頭本文僅針對(duì)通孔和槽型缺陷進(jìn)行定性和定量定量檢測(cè)時(shí)，整個(gè)檢測(cè)過(guò)程如圖 5-3 所示。粗檢確定缺陷位置移動(dòng)探頭細(xì)檢缺陷位于接收?qǐng)A圓心周向散射圖相似度對(duì)比 確定缺陷類型和大小圖 5-3 鋁板缺陷定性和定量檢測(cè)過(guò)程步驟如下：板進(jìn)行粗檢。在鋁板上表面按照?qǐng)D 5-4 所示的收探頭中接收信號(hào)中缺陷回波所到達(dá)的時(shí)間
【參考文獻(xiàn)】

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