电磁超声无损检测技术的ANSYS仿真研究
及相应电路设计的指导性作用。 此外，论文在充分考虑管道检测特殊性的基础上，对管道检测中可能遇到的问题进行了一些理想化的假设，设计了EMAT用于管道检测的总体方案及EMAT管道检测系统的硬件方案和软件模块，重点探讨了管道检测超声波模式的选择、缺陷检测和壁厚测量的EMAT换能器设计等问题，并针对管道EMAT检测中缺陷内部定位问题，提出了一发多收式的EMAT布置方案，并研究了相应的信号处理技术。
4.学位论文 任晓可 电磁超声技术在钢板缺陷检测中的研究 2008
新兴的电磁超声技术基于电磁感应原理激发超声波，因不需要耦合介质等优点，引起了无损检测领域的高度重视，本论文即以电磁超声无损检测技术在钢板缺陷检测中的应用为重点进行研究。 本文首先介绍了EMAT技术发展和应用的历史，对EMAT的换能机理进行了探讨，研究了电磁超声系统的基本理论，在此基础上对电磁超声检测系统进行了有限元分析。建立了EMAT激发系统的二维有限元模型，分别在激励线圈中加载瞬变电流和高压脉冲激励，研究了由两种不同激励所产生的感应交变磁场、感生电涡流和洛仑兹力的情况。分析了磁导率、电阻率、提离距离等因素对电涡流的影响。通过在被测导体表面设置不同的缺陷类型，建立了缺陷下的二维仿真模型，研究和分析了不同缺陷对被测导体表面感应磁场和感生电涡流的影响情况，为实验研究和系统优化奠定了基础。 在理论研究和仿真分析的基础上，对电磁超声检测系统进行了设计。研究了电磁超声换能器的励磁方式，比较了永磁体、直流电磁铁和交流电磁铁的特点，同时分析了几种不同形状的激励线圈，对EMAT的探头线圈进行了优化设计。基于直接数字频率合成技术，研究设计了激发电磁超声的正弦波脉冲串发生器，并研制了相应的功率放大系统。针对电磁超声接收信号微弱的特点，设计相匹配的前置放大器和主放大器，放大了接收到的微弱电压信号。 进行了一系列的缺陷实验研究，并提出了一种基于传统傅立叶变换的非线性自适应的时域信号处理方法，对被噪声严重污染的电磁超声回波信号进行了处理，得到了良好的效果。对缺陷与被测导体表面的角度，激励脉冲的个数等影响检测结果的因素进行了实验分析和研究，得出了它们和检测结果之间的关系。
5.会议论文 王淑娟.康磊.翟国富 电磁超声换能器优化设计综述 2007
电磁超声换能器(EMAT)是一种非接触型超声波发射、接收装置,因工作时无需声耦合剂、无需对试件预处理等诸多优点而有效扩展了超声无损检测技术的应用领域。EMAT包含3种换能机理，且试件参与能量转换过程。 工作机理的复杂性以及待测试件的多样性等特点致使其设计多以较为盲目的经验为基础。因此,换能器的效率等诸多性能均不尽如人意,严重限制了该技术的进一步推广。为了从根本上改善或解决上述缺陷,学者们以优化装置性能为目标对电磁超声换能器展开了广泛而深入的研究,提出了多种优化设计方法,开发了专用设计工具,改进了换能器结构,并实现了EMAT的部分关键性能的初步优化。本文以国内外发表的文献为基础,对EMAT优化设计的研究现状进行了综述。 本文较为全面地总结了EMAT的换能效率、探头体积、对提离效应的敏感度等优化研究对象,综述了基于建模、基于实验的优化设计方法及其特点,结合电磁超声技术的应用需求和现有研究中存在的不足对EMAT优化设计的研究趋势进行了展望。
6.学位论文 李莺莺 油气管道在线内检测技术若干关键问题研究 2006
油气管道在线检测技术是保障管道运输安全的重要手段,管道在线检测的原理有多种,漏磁法和超声波法的应用最为广泛.新兴的电磁超声技术作为一种激发原理特殊的超声,因不需要耦合介质等优点,引起了无损检测领域的高度重视,本论文以管道检测的漏磁技术和电磁超声技术为重点进行研究.针对缺陷漏磁检测定量化、智能化的难题,结合油气管道检测现场的实际需求,通过理论分析和大量实验,系统分析了管道缺陷漏磁检测技术.首先根据漏磁检测的工作原理,引出基于解析法的偶极子管道缺陷理论模型,并分别以有限长矩形、无限长矩形和锥形缺陷为例做了相应的漏磁场分布研究.针对磁偶极子模型的不足,将有限元法应用到缺陷漏磁场分析中,实现了常见管道样本缺陷的漏磁场仿真.研究了漏磁信号特征的有关影响因素,例如缺陷的外形尺寸、传感探头提离距离、检测仪移动速度、管壁磁化水平、磁铁形状和管道内应力等,得到了各种因素对漏磁检测的影响规律,为相关补偿提供了理论指导.研究了感应线圈漏磁检测信号的小波去噪方法,并详细阐述了应用插值技术去除坏死通道的影响的方法.引入缺陷漏磁信号的模式识别方法,根据实测信号典型管道附件的信号特征,对环焊缝、直焊缝和螺旋焊缝进行了模式识别研究,同时根据缺陷尺寸参数识别结果采用最大安全工作压力方法进行了管道缺陷安全性评价研究.为实际应用的管道检测设备编制了漏磁检测数据分析系统软件,实现了缺陷漏磁场数据的显示,缺陷及焊缝的自动识别量化和评估.论文研究了漏磁检测的缺陷定量分析问题,将神经网络和模式识别方法应用到缺陷漏磁检测中,通过实验和仿真结合的方法建立了缺陷特征样本库,采用BP网络建立了缺陷特征量提取的网络模型；采用RBF网络建立缺陷轮廓的网络映射,并在此基础上提出一种收敛速度更快,精度更易控制的小波基函数神经网络缺陷识别算法. 电磁超声技术可以进行油气管道应力腐蚀裂纹的探测.本文推导了电磁超声激发和接收过程的模式方程,并采用有限元的方法建立了EMAT换能器脉冲电涡流的有限元模型,分析了电涡流的趋肤效应,及各种因素对电涡流分布的影响,建立了感应涡流在静磁场作用下,受到洛仑兹力作用激发和接收超声波的模型. 电磁超声信号由于受到噪声的污染质量较差,课题采用电磁超声探伤仪获取实测信号,并针对接收信号属于非稳态时变信号的特点,提出采用一种非线性自适应的时域信号处理方法进行信号去噪.
7.学位论文 张劼 用于无损检测的电磁超声换能器数值模拟 2007
电磁超声换能器（EMAT）是一种新型的超声波发射接收装置。因为无需与被测物接触，电磁超声换能器将传统的超声无损检测技术扩展到了高温、高速和在线检测中。同时，由于能够省略对被测物表面较为繁琐的预处理工作，电磁超声换能器显著提高了检测效率。然而电磁超声换能器本身换能效率低下，需要通过研究其原理并优化参数来改进提高换能效率。由于电磁超声换能器中的非线性问题及电磁-应力多场耦合问题十分复杂，采用传统的解析方法，难以分析研究电磁超声换能器的原理，因此本文在给出电磁超声换能器数学方程的基础上，建立了电磁超声换能器的物理模型，并用有限元手段来建模仿真。同时对电磁超声换能器几个主要参数进行分析，得出了各参数对电磁超声换能器影响的规律。
8.期刊论文 朱红秀.吴淼.刘卓然.吕晓军.ZHU Hong-xiu.Wu Miao.LIU Zhuo-ran.Lü Xiao-jun 电磁超声传感器(EMAT)最佳磁感应强度的研究 -煤炭学报2005,30(4)
通过实验研究,确定了电磁超声传感器最佳励磁电流,利用ANSYS有限元软件,对用于钢管缺陷检测的电磁超声传感器的磁感应强度进行了计算,得到磁感应强度的分布规律.确定了钢管表面最佳磁感应强度数值范围为0.20～0.29T.
9.会议论文 康磊.王淑娟.杨文英 EMAT 三维有限元分析及其关键参数的提取 2008
电磁超声换能器（EMAT）工作机理较为复杂，设计难度较大。因此，目前EMAT 的设计 多以盲目的经验和反复实验为主，其各项性能常不尽如人意，严重限制了电磁超声技术的 进一步发展。为了从根本上解决该问题，本文对EMAT 的Lorentz 力机理进行了三维有限 元建模和分析，并在所建模型基础上，利用正交试验提取了影响换能器效率的关键参数。 研究表明，由于EMAT 线圈相邻导线产生的涡流相互削弱、线圈导线端部效应较为显著、 磁铁产生的静磁场均匀度较差等原因致使EMAT 的换能效率较低，适当增加EMAT 线圈 的导线长度、降低其提离距离、增加EMAT 磁铁的厚度可有效提高EMAT的换能效率。
本文链接：http://www.70edu.com/Periodical_dzcljs200807007.aspx
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