實驗名稱：變尺寸蝶形線圈EMAT的缺陷檢測能力測試

　　研究方向：隨著我國工業(yè)水平的不斷發(fā)展，在線超聲波探傷設(shè)備在兼顧板材生產(chǎn)效率的同時，在板材企業(yè)生產(chǎn)過程中也起到了檢測鋼鐵產(chǎn)品內(nèi)部質(zhì)量的重要作用，具有檢測速度快、準確度高、板面覆蓋面廣等優(yōu)勢，特別是在管線鋼、容器板等對焊接要求較高的產(chǎn)品上，具備在線探傷能力是許多板材客戶的要求，因此超聲波探傷設(shè)備成為我國鋼鐵企業(yè)重要的在線設(shè)備。超聲波探傷設(shè)備主要有壓電式超聲波探傷設(shè)備和電磁式超聲波探傷設(shè)備，壓電式超聲波探傷設(shè)備相對技術(shù)比較成熟，缺點也比較明顯。

　　實驗目的：通過改變線圈不同位置導線的寬度與間距，蝶形線圈EMAT不同位置導線所受洛倫茲力與激發(fā)超聲波類型的關(guān)系，為后期實驗做鋪墊。

　　測試設(shè)備：高壓功率放大器、信號發(fā)生器、示波器、前置微小信號放大器。

　　實驗過程：實驗采用ATA-4315高壓功率放大器，使用信號發(fā)生器發(fā)出超聲激勵信號，激勵信號經(jīng)ATA-4315高壓功率放大器放大輸入蝶形線圈中。在洛倫茲力的作用下，鋁塊趨膚層質(zhì)點產(chǎn)生高頻振動，在鋁板表面激發(fā)出超聲波。超聲波垂直工件表面向試件內(nèi)部傳播，觸及缺陷和下表面后發(fā)生反射，由換能器接收到電壓信號，經(jīng)ATA-5620前置微小信號放大器放大，實對超聲波的激發(fā)和接收，并通過示波器對回波進行采集和顯示。實驗原理圖如圖1-1。

圖1-1電磁超聲探傷實驗裝置示意圖

　　實驗結(jié)果：圖1-2為優(yōu)化前后換能器在無缺陷位置測到的實際回波信號。實驗測得鋁合金試塊中橫波的傳播速度為2944m/s，縱波的傳播速度為5778m/s，根據(jù)試塊的厚度可計算出換能器接收到電壓信號的時間，縱波出現(xiàn)在t=24μs附近，橫波出現(xiàn)在t=47μs附近，與圖1-2中回波出現(xiàn)的時間一致，證明蝶形線圈EMAT在鋁塊中分別產(chǎn)生了橫波和縱波。對比優(yōu)化前后的回波可以發(fā)現(xiàn)，優(yōu)化后的EMAT激發(fā)的縱波幅值從5.6mV減小到1.9mV，縱波削弱了66.1%，橫波幅值從32.2mV增大到43.9mV，增強了36.3%，EMAT激發(fā)的橫波純度從5.8提升到23.1，具有很高的橫縱波幅值比，并且縱波分量淹沒在噪聲中，回波中幾乎只有單一的橫波。

圖1-2優(yōu)化前后EMAT對無缺陷鋁塊檢測信號

　　?功率放大器推薦：ATA-4315

圖：ATA-4315高壓功率放大器指標參數(shù)

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