本文關(guān)鍵詞：基于電磁超聲金屬板測(cè)厚系統(tǒng)聲波發(fā)射技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：電磁超聲是近年來(lái)在國(guó)內(nèi)興起的利用超聲波特性進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)的新技術(shù)。與傳統(tǒng)的壓電超聲無(wú)損檢測(cè)技術(shù)相比,其在檢測(cè)過(guò)程中不需與工件接觸、無(wú)需使用耦合劑,更能適應(yīng)非接觸檢測(cè)、高速在線檢測(cè)、高溫檢測(cè)等特殊檢測(cè)要求。但其換能效率較低,回波信號(hào)微弱,給檢測(cè)過(guò)程和信號(hào)的后續(xù)處理帶來(lái)了困難。如何提高聲波發(fā)射階段的效率,使發(fā)射的聲波強(qiáng)度大、回波衰減速度慢,對(duì)利用聲波進(jìn)行檢測(cè)和回波的后續(xù)處理都是前提條件。因此,對(duì)電磁超聲聲波發(fā)射技術(shù)的研究具有實(shí)際的研究意義。本文從基本原理出發(fā),對(duì)電磁超聲的工作原理進(jìn)行的闡述,對(duì)電磁超聲的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了推倒,為后續(xù)的研究提供理論支持。對(duì)應(yīng)用電磁超聲進(jìn)行測(cè)厚的技術(shù)原理進(jìn)行了說(shuō)明,對(duì)換能器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明并進(jìn)行了設(shè)計(jì)優(yōu)化。設(shè)計(jì)了一種體積小、可用電池供電的高頻、高壓專用于電磁超聲測(cè)厚的激勵(lì)電路。該電路采用STM32芯片和DDS芯片實(shí)現(xiàn)對(duì)脈沖頻率的精確可調(diào),并搭建數(shù)字門(mén)電路對(duì)脈沖串個(gè)數(shù)進(jìn)行選擇,整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低。通過(guò)實(shí)驗(yàn),對(duì)激勵(lì)頻率、激勵(lì)電壓幅值、脈沖串個(gè)數(shù)、阻抗匹配、線圈參數(shù)、提離距離等影響聲波發(fā)射的主要因素進(jìn)行研究,得出這些參數(shù)與聲波幅值的關(guān)系曲線。對(duì)影響回波數(shù)量的主要因素進(jìn)行了探究,并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。對(duì)應(yīng)用多次回波差累積法進(jìn)行測(cè)厚的方法進(jìn)行了說(shuō)明,通過(guò)數(shù)據(jù)分析對(duì)比其與單次回波差測(cè)厚方法的優(yōu)勢(shì)。在鋁板上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,結(jié)果表明:設(shè)計(jì)的脈沖激勵(lì)發(fā)射電路頻率精確可調(diào),輸出電壓范圍0至200V,能滿足電磁超聲測(cè)厚系統(tǒng)需求;激勵(lì)頻率、激勵(lì)電壓幅值、脈沖串個(gè)數(shù)、線圈參數(shù)及形狀、阻抗匹配、提離值等參數(shù)對(duì)電磁超聲的聲波發(fā)射都有較大影響,可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)尋找到最適合檢測(cè)的參數(shù);直線形激勵(lì)線圈比螺旋形激勵(lì)線圈有更好的多次回波表現(xiàn),其可用于測(cè)厚的回波次數(shù)數(shù)量達(dá)30甚至更高;利用多次回波測(cè)厚能提高檢測(cè)精度,有效降低因?yàn)椴蓸宇l率不足造成的誤差,在25MHz的采樣頻率下,應(yīng)用十次回波測(cè)厚的精度與應(yīng)用單次回波測(cè)厚進(jìn)行10組測(cè)量取平均值的精度相近。
【關(guān)鍵詞】：電磁超聲 厚度檢測(cè) 聲波發(fā)射 多次回波
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG115.285
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 課題研究的目的和意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)電磁超聲測(cè)厚相關(guān)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 論文的主要內(nèi)容及章節(jié)安排12-14
• 1.3.1 課題研究的主要內(nèi)容12
• 1.3.2 論文的章節(jié)安排12-14
• 第2章 電磁超聲檢測(cè)技術(shù)的基本理論14-31
• 2.1 基于洛倫茲力機(jī)理的電磁超聲換能器理論研究14-22
• 2.1.1 電磁超聲換能器中的磁場(chǎng)分析15-19
• 2.1.2 基于洛倫茲力機(jī)理電磁超聲換能器受力分析19-21
• 2.1.3 換能器中的超聲波場(chǎng)21-22
• 2.2 基于磁致伸縮機(jī)理的電磁超聲換能器理論研究22-29
• 2.2.1 鐵磁性材料的磁化特性22-24
• 2.2.2 鐵磁性材料的磁致伸縮特性及受力分析24-26
• 2.2.3 磁致伸縮力和其電流密度的計(jì)算26-29
• 2.3 電磁超聲換能器系統(tǒng)的邊界條件29-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 第3章 電磁超聲換能器結(jié)構(gòu)及其測(cè)厚原理31-40
• 3.1 電磁超聲換能器結(jié)構(gòu)31-33
• 3.1.1 偏置磁場(chǎng)32
• 3.1.2 激勵(lì)線圈32-33
• 3.2 電磁超聲測(cè)厚基本原理33-38
• 3.2.1 電磁超聲橫波和縱波機(jī)理34-36
• 3.2.2 電磁超聲厚度檢測(cè)原理36-38
• 3.3 電磁超聲測(cè)厚換能器的設(shè)計(jì)38-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 第4章 電磁超聲脈沖發(fā)射電路設(shè)計(jì)40-47
• 4.1 升壓電路41-42
• 4.2 信號(hào)發(fā)生控制電路42-44
• 4.3 功率放大電路44-45
• 4.4 阻抗匹配電路45-46
• 4.5 本章小結(jié)46-47
• 第5章 發(fā)射聲波強(qiáng)度影響因素實(shí)驗(yàn)探究47-57
• 5.1 激勵(lì)信號(hào)對(duì)聲波的發(fā)射的影響48-51
• 5.2 阻抗匹配的影響51-52
• 5.3 線圈形狀對(duì)激勵(lì)波形的影響52-53
• 5.4 螺旋形線圈參數(shù)的影響53-54
• 5.5 提離對(duì)回波幅值的影響54-56
• 5.6 本章小結(jié)56-57
• 第6章 多次回波測(cè)厚方法研究57-68
• 6.1 累積法57-58
• 6.2 影響回波次數(shù)的影響因素58-62
• 6.3 多次回波測(cè)厚數(shù)據(jù)分析62-67
• 6.4 本章小結(jié)67-68
• 第7章 結(jié)論68-69
• 參考文獻(xiàn)69-72
• 在學(xué)研究成果72-73
• 致謝73

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 楊理踐;陳俊哲;邢燕好;;基于電磁超聲縱波的鋁板厚度檢測(cè)[J];儀表技術(shù)與傳感器;2015年11期

2 周海強(qiáng);楊占鋒;李勇;陳振茂;;靜態(tài)偏置磁場(chǎng)對(duì)鐵磁材料電磁超聲換能器信噪比的影響[J];無(wú)損檢測(cè);2014年10期

3 黃鳳英;郭r

本文編號(hào)：370740