增强SH波电磁超声传感器信号的方法与实验.pdf

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1、34传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2012年第31卷第8期增强SH波电磁超声传感器信号的方法与实验巴洪，武新军，王学宇，王丽(华中科技大学机械科学与工程学院．湖北武汉430074)摘要：电磁超声传感器技术作为一种非接触无损测量方法，可用于恶劣工况的无损检测，尤其是可以实现水平剪切(SH)波的激励和接收。基于磁致伸缩效应的常规SH波电磁超声传感器信号较弱，为得到较强SH信号，改善信噪比，提出了一种增强电磁超声传感器信号的方法。该方法是在主永久磁铁闭合磁路上施加辅助永久磁铁，提高电磁超声

2、线圈下部构件磁化强度，从而增强信号。实验证明：此方法可以使信号得到明显增强，并且有助于提高缺陷检测能力。关键词：电磁超声传感器；无损检测；水平剪切波；磁致伸缩效应中图分类号：TG115．28文献标识码：A文章编号：1000-9787(2012)08--0034-03MethodandexperimentforimprovingsignalofEMATf0rSHwaveBAHong，WUXin-ju．，WANGXue—yu，WANGLi(SchoolofMechanicalScienceandEngineering，HuazhongUniver

3、sityofScienceandTechnology，Wuhan430074，China)Abstract：Electromagneticacoustictransducer(EMAT)technologyisanon—contactnondestructivetestingmethodwhichcanbeusedunderharshcondition．Thedrivingandreceivingofshearhorizontal(SH)wavecanbeimplementedbyEMAT．TheconventionalEMATforSHwa

4、veisbasedonmagnetostrictiveeffect，butitssignalisweak．InordertoobtainstrongerSHwavesignalsandimprovethesignal—to—noiseratio，amethodtoenhancetheEMATsignalispresented．Theadditionalpermanentmagnetsareaddedtotheclosedmagneticcircuitofthemainpermanentmagnetstoimprovethemagnetizat

5、ioninthespecimenundertheEMATcoil，SOthesignalamplitudeisimprovedsignificantly．Experimentverifiesthatthismethodisbeneficialtoincreasethesignalamplitude，andtherebyimprovingthedetectability．Keywords：electromagneticacoustictransducer(EMAT)；nondestructivetesting；shearhorizontal(S

6、H)wave；magnetostrictiveeffect0引言2种。周期性永磁铁阵列螺旋线圈结构激励的sH波波水平剪切(shearhorizontal，SH)波是超声波的一种，当长由永磁铁宽度决定，为产生高频信号就要求永磁铁宽度SH波从平行于偏振方向的表面反射时，不会转换为其他类非常窄，而永磁铁提供的磁场强度会随着厚度减小而减弱，型的声波，且杂乱回波较少，其对负载也不敏感，信号较纯因此，该结构难以实现较高频率检测。水平磁场回折线净，因此，相比于其他模式的超声波具有一定的不可替代圈结构激励的SH波波长由绕制线圈的回折间距决定，线性⋯。电磁超声

7、传感器(electromagneticacoustictransducer，圈采用印制电路实现，容易获得很小回折间距，可满足高频EMAT)技术作为一种非接触换能方法，近年来开始在工程检测要求。但该结构换能效率低，得到信号较弱。为提高中得到应用，如列车车轮、石油天然气管道以及压力容器等水平磁场曲折线圈传感器耦合效率，RemoRibichini在其博的检测]，尤其是在高温工况等特殊应用场合可以突破压士论文中提出在构件上粘接镍带，但是这样就无法实现非电超声的局限性。接触测量J。为弥补永磁铁难以实现较强水平磁化的缺点，目前，采用电磁超声激励和接收SH

8、波的传感器结构有研究者利用电磁铁的趋肤效应进行电磁铁磁化，张志钢主要有周期性永磁铁阵列螺旋线圈和水平磁场曲折线圈等人研究了一种Lamb波与SH板波双模式电磁超声检测