專利名稱：消除電磁超聲Lamb波多模式影響的電磁超聲探傷檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超聲波檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及消除電磁超聲Lamb波多模式影響的 電磁超聲探傷檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
Lamb波傳播距離遠(yuǎn)、檢測(cè)效率高，是超聲無損檢測(cè)中應(yīng)用廣泛的一種導(dǎo)波形式。 電磁超聲檢測(cè)技術(shù)是較為流行的一種非接觸型超聲無損檢測(cè)方式，無需聲耦合劑，無需對(duì) 試件表面預(yù)處理，因此由電磁超聲技術(shù)激發(fā)出的電磁超聲Lamb波具有特殊的優(yōu)勢(shì)，對(duì)大面 積、長(zhǎng)距離或深埋地下、有包覆層的金屬板狀和管狀試件的檢測(cè)尤為適用，并可以用于高溫 高速等特殊場(chǎng)合，1991年5月1日公開的公開號(hào)為CN1051086A的《電磁超聲自動(dòng)探傷技 術(shù)》專利中提到了使用電磁超聲Lamb進(jìn)行鋼板檢測(cè)，并闡述了該探傷技術(shù)的檢測(cè)優(yōu)勢(shì)和實(shí) 現(xiàn)方法，然而Lamb波具有多模式特性，這種特性會(huì)對(duì)超聲檢測(cè)帶來負(fù)面影響。若多個(gè)模式 的Lamb波同時(shí)在試件中傳播，使得接收到的回波信號(hào)復(fù)雜混亂；若同時(shí)又出現(xiàn)缺陷反射信 號(hào)，波形將更加雜亂，致使缺陷分辨難度較高而造成檢測(cè)失敗。對(duì)于電磁超聲Lamb波的多 模式在無損檢測(cè)中的不利影響，目前國內(nèi)外還未明確地提出一種有效的消除方法。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決目前在采用電磁超聲檢測(cè)方法實(shí)現(xiàn)非接觸型超聲無損檢測(cè)的過程中，由 于電磁超聲Lamb波的多模式特性導(dǎo)致回波信號(hào)復(fù)雜、無法檢測(cè)的問題，本發(fā)明提供了消除 電磁超聲Lamb波多模式影響的電磁超聲探傷檢測(cè)方法。本發(fā)明是消除電磁超聲Lamb波多模式影響的電磁超聲探傷檢測(cè)方法，它的具體 過程為首先根據(jù)電磁超聲換能器中的待測(cè)試件的材料屬性和厚度，確定電磁超聲換能器 的曲折線圈的間距L及其波動(dòng)范圍是[L-AL，L+AL]和所述曲折線圈中通以激發(fā)電流頻 率f及其帶寬范圍[f-Af，f+Af]，使所述電磁超聲換能器的探頭在待測(cè)試件中激發(fā)出單 一模式的電磁超聲Lamb波或激發(fā)出具有相同傳播速度的多種模式的電磁超聲Lamb波，然 后，開始檢測(cè)，采用一個(gè)電磁超聲換能器的探頭向待測(cè)試件發(fā)出檢測(cè)信號(hào)，并通過所述電磁 超聲換能器的探頭接收所述檢測(cè)信號(hào)經(jīng)待測(cè)試件內(nèi)部反折后的檢測(cè)結(jié)果信號(hào)，根據(jù)對(duì)所述 檢測(cè)結(jié)果信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，獲得待測(cè)試件內(nèi)部的缺陷位置和大小。本發(fā)明的磁超聲探傷檢測(cè)方法，是在現(xiàn)有磁超聲探傷檢測(cè)方法的基礎(chǔ)上，在檢測(cè)前，根據(jù)電磁超聲換能器中的待測(cè)試件的材料特性和厚度獲得超聲波探頭的工作參數(shù)，然 后再采用現(xiàn)有的磁超聲探傷檢測(cè)方法進(jìn)行探傷檢測(cè)。本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明依據(jù)電磁超聲Lamb波激發(fā)方程使電磁超聲換能器 工作在電磁超聲Lamb波激發(fā)曲線上合理的工作點(diǎn)和工作區(qū)域，并通過只激發(fā)出單一模式 的電磁超聲Lamb波或通過激發(fā)出具有相同傳播速度的多種模式的電磁超聲Lamb波的具體 方法有效消除了電磁超聲Lamb波多模式影響，提高了電磁超聲Lamb波的檢測(cè)性能。本發(fā)明的方法適用于現(xiàn)有的各種磁超聲探傷檢測(cè)方法。


圖1為本發(fā)明的激發(fā)電磁超聲Lamb波的電磁超聲換能器的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為具 體實(shí)施方式二中待測(cè)試件1為鋼板時(shí)的電磁超聲Lamb波激發(fā)曲線示意圖，圖3為具體實(shí)施 方式三中待測(cè)試件1為鋼板時(shí)的電磁超聲Lamb波激發(fā)曲線示意圖，圖4為具體實(shí)施方式
三 中待測(cè)試件1為鋼板時(shí)的電磁超聲Lamb波群速度L' -cg曲線示意圖，圖5為具體實(shí)施方 式三中待測(cè)試件1為鋼板時(shí)的電磁超聲Lamb波群速度f ‘ -cg曲線示意圖，圖6為具體實(shí) 施方式二中圖2中工作點(diǎn)5(0. 30，7. 20)及工作區(qū)域6(AL/ , A f:‘)的實(shí)測(cè)波形示意 圖，其中，U1表示激發(fā)電磁超聲Lamb波單一模式下工作點(diǎn)5及工作區(qū)域6處主沖擊波，A1 表示激發(fā)電磁超聲Lamb波單一模式下電磁超聲換能器的待測(cè)試件1 一端面回波，B1表示激 發(fā)單一模式下電磁超聲換能器的待測(cè)試件1的另一端面回波，圖7為具體實(shí)施方式
三中圖 3中工作點(diǎn)7(0. 19，8. 00)及工作區(qū)域8(AL2'，Af2')的實(shí)測(cè)波形示意圖，其中，U2表示 激發(fā)電磁超聲Lamb波多模式下工作點(diǎn)7及工作區(qū)域8處主沖擊波，A2表示激發(fā)電磁超聲 Lamb波多模式下電磁超聲換能器的待測(cè)試件1 一端面回波，B2表示激發(fā)電磁超聲Lamb波 多模式下電磁超聲換能器的待測(cè)試件1的另一端面回波。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式所述的消除電磁超聲Lamb波多模式影響的電磁超 聲探傷檢測(cè)方法，它的具體過程為首先根據(jù)電磁超聲換能器中的待測(cè)試件1的材料屬性 和厚度，確定電磁超聲換能器的曲折線圈2的間距L及其波動(dòng)范圍是[L- AL, L+A L]和所 述曲折線圈2中通以激發(fā)電流頻率f及其帶寬范圍[f-Af，f+A f]，使所述電磁超聲換能 器的探頭在待測(cè)試件1中激發(fā)出單一模式的電磁超聲Lamb波或激發(fā)出具有相同傳播速度 的多種模式的電磁超聲Lamb波，然后，開始檢測(cè)，采用一個(gè)電磁超聲換能器的探頭向待測(cè) 試件1發(fā)出檢測(cè)信號(hào)，并通過所述電磁超聲換能器接收所述檢測(cè)信號(hào)經(jīng)待測(cè)試件1內(nèi)部反 折后的檢測(cè)結(jié)果信號(hào)，根據(jù)對(duì)所述檢測(cè)結(jié)果信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，獲得待測(cè)試件1內(nèi)部的缺 陷位置和大小。本實(shí)施方式中的檢測(cè)過程，可以參照國家軍用標(biāo)準(zhǔn)GJB3384-1998《金屬薄板蘭姆 波檢驗(yàn)方法》中規(guī)定的過程完成檢測(cè)。
具體實(shí)施方式
二 本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式
一的進(jìn)一步說明，具體實(shí)施方式
一中所述的根據(jù)電磁超聲換能器中的待測(cè)試件1的材料屬性和厚度，確定電磁超聲換能器 的曲折線圈2的間距L及其波動(dòng)范圍是[L-AL，L+AL]和所述曲折線圈2中通以激發(fā)電流 頻率f及其帶寬范圍[f-Af，f+Af]，使所述電磁超聲換能器的探頭在待測(cè)試件1中激發(fā) 出單一模式的電磁超聲Lamb波的方法為
步驟一獲取電磁超聲換能器中的待測(cè)試件1的材料屬性，所述材料屬性包括厚度、橫 波波速和縱波波速，根據(jù)所述材料屬性和電磁超聲Lamb波激發(fā)方程
<formula>formula see original document page 7</formula>
，求解待測(cè)試件1的電磁超聲Lamb波激發(fā)方程，并繪制待測(cè)試件1的電磁超聲Lamb波 激發(fā)曲線，
其中，(^表示橫波波速，(^表示縱波波速，L'表示電磁超聲換能器的曲折線圈2間距 L和待測(cè)試件1厚度d的比值，即為距厚比L' =L/d,f'表示電磁超聲換能器的激發(fā)電流4 頻率f和待測(cè)試件1厚度d的乘積，即為頻厚積f' =fXd ；
步驟二 確定在待測(cè)試件1中所要激發(fā)的電磁超聲Lamb波單一模式； 步驟三在待測(cè)試件1的電磁超聲Lamb波激發(fā)曲線上選出電磁超聲Lamb波單一模式 的工作點(diǎn)(L/，f/ )，其中L/表示在電磁超聲Lamb波單一模式時(shí)的距厚比，f/表示 在電磁超聲Lamb波激發(fā)單一模式時(shí)的頻厚積；
步驟四設(shè)計(jì)電磁超聲換能器的線圈參數(shù)和激發(fā)電流參數(shù)，使電磁超聲換能器工作在 工作點(diǎn)(L/，f/ )上，同時(shí)確定所述電磁超聲換能器在待測(cè)試件1的電磁超聲Lamb波 激發(fā)曲線上的工作區(qū)域(AL/，Af/ )內(nèi)，其中，所述的工作區(qū)域(AL/，Af/ )在 待測(cè)試件1的電磁超聲Lamb波激發(fā)曲線上是一個(gè)以工作點(diǎn)(L/ , f:‘)為中心、長(zhǎng)為 AL/ =2X AL/d、寬為Af/ =2 X A f.d的矩形框，A L表示曲折線圈2間距L的波動(dòng)范 圍，A f表示激發(fā)電流4頻率f的波動(dòng)范圍；
步驟五將所確定的工作區(qū)域(A k ‘，Af/ )對(duì)應(yīng)到待測(cè)試件1的電磁超聲Lamb波 激發(fā)曲線上，獲得工作區(qū)域(AL/，Af/ )在待測(cè)試件1的電磁超聲Lamb波激發(fā)曲線上 的位置，如果在所述工作區(qū)域(A k ‘，Af/ )內(nèi)，只存在步驟二中所述的單一模式的電磁 超聲Lamb波，則執(zhí)行步驟七，否則執(zhí)行步驟六；
步驟六返回步驟三，在待測(cè)試件1的電磁超聲Lamb波激發(fā)曲線上重新選出電磁超聲 Lamb波單一激發(fā)模式的工作點(diǎn)(L/，f/ )；
步驟七獲得超聲換能器的曲折線圈2的間距L及其波動(dòng)范圍是[L-AL，L+AL] 和所述曲折線圈2中通以激發(fā)電流頻率f及其帶寬范圍[f-Af，f+Af]，其中L=L/、 A L= A ‘ 、f=f:' , A f = A f:'。 本實(shí)施方式中，步驟七最終完成了電磁超聲換能器的設(shè)計(jì)，達(dá)到了消除電磁超聲Lamb波多模式影響的目的。本實(shí)施方式中，工作區(qū)域(AL/，Af/ )用曲折線圈2的間距L波動(dòng)范圍、激發(fā) 電流4的頻率f波動(dòng)范圍以及待測(cè)試件1的厚度d來定義。本實(shí)施方式中，電磁超聲Lamb波的激發(fā)方程的等式右邊項(xiàng)的指數(shù)為+1時(shí)表示對(duì) 稱模式(S模式)，指數(shù)為-1時(shí)表示反對(duì)稱模態(tài)(A模式)，電磁超聲Lamb波在理論上有無 數(shù)種模式，對(duì)稱模式表示為SO, SI, S2……，反對(duì)稱模式表示為AO, Al，A2……。本實(shí)施方式中，電磁超聲Lamb波的激發(fā)和接收由電磁超聲換能器完成，所述電磁 超聲換能器包括待測(cè)試件1、曲折線圈2和磁鐵3，所述曲折線圈2和磁鐵3用作探頭，所述 曲折線圈2位于磁鐵3與待測(cè)試件1之間，并確保所述待測(cè)試件1和曲折線圈2在磁鐵3 的磁場(chǎng)范圍內(nèi)，檢測(cè)時(shí)電磁超聲換能器的探頭放置于待測(cè)試件1檢測(cè)方向上的兩個(gè)端面之 間，同時(shí)使所述探頭與待測(cè)試件1之間的提離距離越小越好，一般緊貼于待測(cè)試件1表面， 理想狀態(tài)下距離為0。針對(duì)本實(shí)施方式進(jìn)行實(shí)例分析
本實(shí)施方式中待測(cè)試件1為鋼板，其厚度為d ；曲折線圈2的線圈間距為L(zhǎng)，曲折線圈 2的間距波動(dòng)范圍是[L-AL，L+AL]，所述曲折線圈2中通以激發(fā)電流頻率f 的帶寬范圍 [f- A f，f+ A f]，所述曲折線圈2置于待測(cè)試件的表面；磁鐵3為永磁鐵、電磁鐵或脈沖電磁 鐵，置于線圈之上，如圖1所示。在步驟一中，在待測(cè)試件1為鋼板時(shí)，根據(jù)電磁超聲Lamb激發(fā)方程繪制待測(cè)試件 1的電磁超聲Lamb波激發(fā)曲線，如圖2所示。在步驟三中，在圖2所示曲線上選出步驟二所確定的所要激發(fā)的電磁超聲Lamb波 單一模式的工作點(diǎn)5(0. 30，7. 20)，所述工作點(diǎn)5(0. 30，7. 20)位于S1模式的曲線上。在步驟四中，電磁超聲換能器在圖2曲線上的工作區(qū)域，如工作區(qū)域 6(AL/ , Af/ )，工作點(diǎn)5(0.30，7.20)及工作區(qū)域6(AL/ , Af/ )的實(shí)測(cè)波形如圖 6所示；
在步驟五中，把所確定的工作區(qū)域6(AL/，Af/ )對(duì)應(yīng)到圖2曲線上，確認(rèn)工作區(qū) 域在激發(fā)曲線上的位置，如果工作區(qū)域6(AL/，Af/ )內(nèi)只有所選的SI模式，則消除 電磁超聲Lamb波多模式影響成功；如果工作區(qū)域6(AL/，A f/ )內(nèi)仍有其他電磁超聲 Lamb波的模式，則沒有達(dá)到消除多模式影響的目的，需要進(jìn)行下一步驟重新選擇工作點(diǎn)。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式
一的進(jìn)一步說明，具體實(shí)施方式
一中所述的根據(jù)電磁超聲換能器中的待測(cè)試件1的材料屬性和厚度，確定電磁超聲換能器 的曲折線圈2的間距L的波動(dòng)范圍是[L-AL，L+AL]和所述曲折線圈2中通以激發(fā)電流頻 率f的帶寬范圍[f-Af，f+Af]，使所述電磁超聲換能器的探頭在待測(cè)試件1中激發(fā)出具 有相同傳播速度的多種模式的電磁超聲Lamb波的方法為
步驟A 獲取電磁超聲換能器中的待測(cè)試件1的材料屬性，所述材料屬性包括厚度、橫
波波速和縱波波速，根據(jù)所述材料屬性、電磁超聲Lamb波群速度方程Cg=-2L12df1/dL
和電磁超聲Lamb波激發(fā)方程<formula>formula see original document page 9</formula>，求解待測(cè)試件1的電磁超聲Lamb波群速度方程和電磁超聲Lamb波激發(fā)方程，并繪制 待測(cè)試件1的電磁超聲Lamb波群速度曲線和電磁超聲Lamb波激發(fā)曲線；
步驟B 根據(jù)電磁超聲換能器的線圈參數(shù)和激發(fā)電流參數(shù)，在待測(cè)試件1的電磁超聲 Lamb波的激發(fā)曲線上選出工作點(diǎn)(IV ,f2')和工作區(qū)域(AL2' , Af2')，使所述電磁 超聲換能器工作在工作點(diǎn)(L2' ,f2')上，同時(shí)使所述工作區(qū)域(AL2' , Af2')在待測(cè) 試件1的電磁超聲Lamb波的激發(fā)曲線上覆蓋至少兩種電磁超聲Lamb波模式；
步驟C 將工作點(diǎn)(IV ,f2')對(duì)應(yīng)到待測(cè)試件1的電磁超聲Lamb波群速度曲線上， 獲得所述工作點(diǎn)OV ,f2')在待測(cè)試件1的電磁超聲Lamb波群速度曲線上的對(duì)應(yīng)點(diǎn)，并 將工作區(qū)域(A L2 ‘，A f2 ‘)對(duì)應(yīng)到待測(cè)試件1的電磁超聲Lamb波群速度曲線上，獲得所 述工作區(qū)域(AL2' , Af2')在待測(cè)試件1的電磁超聲Lamb波群速度曲線上的對(duì)應(yīng)線段;
步驟D 獲得對(duì)應(yīng)點(diǎn)和對(duì)應(yīng)線段在待測(cè)試件1的電磁超聲Lamb波群速度曲線上的位 置，如果工作區(qū)域(AL2' , Af2')所覆蓋的電磁超聲Lamb波的各模式與相應(yīng)的對(duì)應(yīng)線段 相互交疊或相近，或者所述各模式對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的群速度誤差不超過3%，則執(zhí)行步驟F，否則 執(zhí)行步驟E;
步驟E 返回步驟B，根據(jù)電磁超聲換能器，在待測(cè)試件1的電磁超聲Lamb波的激發(fā)曲 線上重新選出工作點(diǎn)(L2' ,f2')和工作區(qū)域(AL2' , Af2')；
步驟F 獲得超聲換能器的曲折線圈2的間距L及其波動(dòng)范圍是[L-AL，L+AL]和所述 曲折線圈2中通以激發(fā)電流頻率f及其帶寬范圍[f_Af，f+Af]，其中L=L2'、AL=AL2'、 f=f2'、Af=Af2'。本實(shí)施方式中，電磁超聲Lamb波的群速度表示電磁超聲Lamb波在待測(cè)試件1中 的傳播速度。針對(duì)本實(shí)施方式，進(jìn)行實(shí)例分析
在步驟A中，所繪制的待測(cè)試件1的電磁超聲Lamb波群速度曲線包括圖4所示的電磁 超聲Lamb波群速度L' _cg曲線和圖5所示的電磁超聲Lamb波群速度f' _cg曲線，待測(cè) 試件1的電磁超聲Lamb波激發(fā)曲線如圖3所示，待測(cè)試件1為鋼板。在步驟B中，在圖3所示的待測(cè)試件1的電磁超聲Lamb波的激發(fā)曲線上選出工 作點(diǎn)7(0. 19，8.00)和工作區(qū)域8(AL2' , Af2')，所述工作區(qū)域8 ( A L2 ‘，A f 2 ‘)在 圖3所示激發(fā)曲線上覆蓋了 SO模式和AO模式，所述工作點(diǎn)7(0. 19，8. 00)及工作區(qū)域 8(AL2' , Af2')的實(shí)測(cè)波形如圖7所示。在步驟C中，將工作點(diǎn)7(0. 19，8.00)和工作區(qū)域8(AL2' , A f 2 ‘)對(duì)應(yīng)到如 圖4所示的待測(cè)試件1的電磁超聲Lamb波群速度L' -cg曲線上，獲得對(duì)應(yīng)點(diǎn)11 (SO和 AO兩個(gè)點(diǎn))和對(duì)應(yīng)線段12 (SO和AO兩條線段)，并將工作點(diǎn)7(0. 19，8. 00)和工作區(qū)域 8(AL2' , Af2')對(duì)應(yīng)到如圖5所示的待測(cè)試件1的電磁超聲Lamb波群速度f' _cg曲線上，獲得對(duì)應(yīng)點(diǎn)13 (SO和AO兩個(gè)點(diǎn))和對(duì)應(yīng)線段14 (SO和AO兩條線段)。
權(quán)利要求
消除電磁超聲Lamb波多模式影響的電磁超聲探傷檢測(cè)方法，其特征在于它的具體過程為首先根據(jù)電磁超聲換能器中的待測(cè)試件(1)的材料屬性和厚度，確定電磁超聲換能器的曲折線圈(2)的間距L及其波動(dòng)范圍是[L-ΔL, L+ΔL]和所述曲折線圈(2)中通以激發(fā)電流頻率f及其帶寬范圍[ f-Δf，f+Δf ]，使所述電磁超聲換能器的探頭在待測(cè)試件(1)中激發(fā)出單一模式的電磁超聲Lamb波或激發(fā)出具有相同傳播速度的多種模式的電磁超聲Lamb波，然后，開始檢測(cè)，采用一個(gè)電磁超聲換能器的探頭向待測(cè)試件(1)發(fā)出檢測(cè)信號(hào)，并通過所述電磁超聲換能器的探頭接收所述檢測(cè)信號(hào)經(jīng)待測(cè)試件(1)內(nèi)部反折后的檢測(cè)結(jié)果信號(hào)，根據(jù)對(duì)所述檢測(cè)結(jié)果信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，獲得待測(cè)試件(1)內(nèi)部的缺陷位置和大小。
1.消除電磁超聲Lamb波多模式影響的電磁超聲探傷檢測(cè)方法，其特征在于它的具體 過程為首先根據(jù)電磁超聲換能器中的待測(cè)試件(1)的材料屬性和厚度，確定電磁超聲換 能器的曲折線圈⑵的間距L及其波動(dòng)范圍是[L_AL，L+AL]和所述曲折線圈⑵中通以 激發(fā)電流頻率f及其帶寬范圍[f-Af，f+A f]，使所述電磁超聲換能器的探頭在待測(cè)試件 (1)中激發(fā)出單一模式的電磁超聲Lamb波或激發(fā)出具有相同傳播速度的多種模式的電磁 超聲Lamb波，然后，開始檢測(cè)，采用一個(gè)電磁超聲換能器的探頭向待測(cè)試件(1)發(fā)出檢測(cè)信 號(hào)，并通過所述電磁超聲換能器的探頭接收所述檢測(cè)信號(hào)經(jīng)待測(cè)試件(1)內(nèi)部反折后的檢 測(cè)結(jié)果信號(hào)，根據(jù)對(duì)所述檢測(cè)結(jié)果信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，獲得待測(cè)試件(1)內(nèi)部的缺陷位置 和大小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除電磁超聲Lamb波多模式影響的電磁超聲探傷檢測(cè)方法， 其特征在于根據(jù)電磁超聲換能器中的待測(cè)試件(1)的材料屬性和厚度，確定電磁超聲換能 器的曲折線圈⑵的間距L及其波動(dòng)范圍是[L_AL，L+AL]和所述曲折線圈⑵中通以激 發(fā)電流頻率f及其帶寬范圍[f_Af，f+Af]，使所述電磁超聲換能器的探頭在待測(cè)試件⑴ 中激發(fā)出單一模式的電磁超聲Lamb波的方法為步驟一獲取電磁超聲換能器中的待測(cè)試件(1)的材料屬性，所述材料屬性包括厚度、 橫波波速和縱波波速，根據(jù)所述材料屬性和電磁超聲Lamb波激發(fā)方程<formula>formula see original document page 2</formula>，求解待測(cè)試件(1)的電磁超聲Lamb波群速度方程和電磁超聲Lamb波激發(fā)方程，并繪 制待測(cè)試件(1)的電磁超聲Lamb波群速度曲線和電磁超聲Lamb波激發(fā)曲線；步驟B 根據(jù)電磁超聲換能器的線圈參數(shù)和激發(fā)電流參數(shù)，在待測(cè)試件(1)的電磁超聲 Lamb波的激發(fā)曲線上選出工作點(diǎn)(L2' ,f2')和工作區(qū)域(AL2' , Af2')，使所述電磁 超聲換能器工作在工作點(diǎn)(L2' ,f2')上，同時(shí)使所述工作區(qū)域(AL2' , Af2')在待測(cè) 試件(1)的電磁超聲Lamb波的激發(fā)曲線上覆蓋至少兩種電磁超聲Lamb波模式；步驟C:將工作點(diǎn)(IV ,f2')對(duì)應(yīng)到待測(cè)試件(1)的電磁超聲Lamb波群速度曲線上， 獲得所述工作點(diǎn)0V ,f2')在待測(cè)試件(1)的電磁超聲Lamb波群速度曲線上的對(duì)應(yīng)點(diǎn)， 并將工作區(qū)域(AL2' , Af2')對(duì)應(yīng)到待測(cè)試件(1)的電磁超聲Lamb波群速度曲線上，獲 得所述工作區(qū)域(AL2' , Af2')在待測(cè)試件(1)的電磁超聲Lamb波群速度曲線上的對(duì) 應(yīng)線段；步驟D 獲得對(duì)應(yīng)點(diǎn)和對(duì)應(yīng)線段在待測(cè)試件(1)的電磁超聲Lamb波群速度曲線上的位 置，如果工作區(qū)域(AL2' , Af2')所覆蓋的電磁超聲Lamb波的各模式與相應(yīng)的對(duì)應(yīng)線段 相互交疊或相近，或者所述各模式對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的群速度誤差不超過3%，則執(zhí)行步驟F，否則 執(zhí)行步驟E;波激發(fā)曲線上，獲得工作區(qū)域(AL/，Af/ )在待測(cè)試件(1)的電磁超聲Lamb波激發(fā)曲 線上的位置，如果在所述工作區(qū)域(A k ‘，Af/ )內(nèi)，只存在步驟二中所述的單一模式的 電磁超聲Lamb波，則執(zhí)行步驟七，否則執(zhí)行步驟六；步驟六返回步驟三，在待測(cè)試件(1)的電磁超聲Lamb波激發(fā)曲線上重新選出電磁超 聲Lamb波單一激發(fā)模式的工作點(diǎn)(L/，f/ )；步驟七獲得超聲換能器的曲折線圈(2)的間距L及其波動(dòng)范圍是[L-AL，L+AL] 和所述曲折線圈(2)中通以激發(fā)電流頻率f及其帶寬范圍[f-Af，€+八幻，其中1^=1^、 A L= A ‘ 、f=f: ‘ , A f = A f:‘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除電磁超聲Lamb波多模式影響的電磁超聲探傷檢測(cè)方法， 其特征在于根據(jù)電磁超聲換能器中的待測(cè)試件(1)的材料屬性和厚度，確定電磁超聲換能 器的曲折線圈⑵的間距L的波動(dòng)范圍是[L_AL，L+AL]和所述曲折線圈⑵中通以激發(fā) 電流頻率f的帶寬范圍[f-Af，f+A f]，使所述電磁超聲換能器的探頭在待測(cè)試件(1)中 激發(fā)出具有相同傳播速度的多種模式的電磁超聲Lamb波的方法為步驟A 獲取電磁超聲換能器中的待測(cè)試件(1)的材料屬性，所述材料屬性包 括厚度、橫波波速和縱波波速，根據(jù)所述材料屬性、電磁超聲Lamb波群速度方程C，=和電磁超聲Lamb波激發(fā)方程步驟E:返回步驟B，根據(jù)電磁超聲換能器，在待測(cè)試件⑴的電磁超聲Lamb波的激發(fā) 曲線上重新選出工作點(diǎn)(L2' ,f2')和工作區(qū)域(AL2' , Af2')；步驟F:獲得超聲換能器的曲折線圈(2)的間距L及其波動(dòng)范圍是[L-AL，L+AL] 和所述曲折線圈(2)中通以激發(fā)電流頻率f及其帶寬范圍[f-Af，€+八幻，其中1^=1^、 AL=AL2'、f=f2'、Af=Af2'。
全文摘要
消除電磁超聲Lamb波多模式影響的電磁超聲探傷檢測(cè)方法,它涉及超聲波檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，解決了目前在采用電磁超聲檢測(cè)方法實(shí)現(xiàn)非接觸型超聲無損檢測(cè)的過程中，由于電磁超聲Lamb波的多模式特性導(dǎo)致回波信號(hào)復(fù)雜、無法檢測(cè)的問題。本發(fā)明首先根據(jù)待測(cè)試件的材料屬性和厚度，確定電磁超聲換能器的曲折線圈的間距波動(dòng)范圍和曲折線圈中通以激發(fā)電流頻率的帶寬范圍，使所述電磁超聲換能器的探頭在待測(cè)試件中激發(fā)出單一模式的電磁超聲Lamb波或激發(fā)出具有相同傳播速度的多種模式的電磁超聲Lamb波；然后開始檢測(cè)，獲取檢測(cè)結(jié)果信號(hào)并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，進(jìn)而獲得待測(cè)試件內(nèi)部的缺陷位置和大小。本發(fā)明為電磁超聲檢測(cè)的廣泛應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。
文檔編號(hào)G01N29/04GK101799454SQ201010145388
公開日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2010年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月13日
發(fā)明者宮佳鵬, 康磊, 王淑娟, 翟國富, 蔣韜 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)