磁致伸縮式導(dǎo)波檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、磁致伸縮式超聲導(dǎo)波檢測技術(shù)綜合了電磁超聲與導(dǎo)波檢測的優(yōu)點(diǎn)，具有非接觸、無需耦合劑、傳播損耗小、檢測全面等特點(diǎn)，能夠有效地應(yīng)用于管道、鋼索、錨桿等一類長距離軸向?qū)ΨQ的結(jié)構(gòu)圓鋼的檢測。特別是對于外部有包覆層的檢測對象，利用鐵磁性材料自身所具有的磁致伸縮特性，無需去除外包層就能夠進(jìn)行缺陷識別和健康狀況評估。目前，磁致伸縮導(dǎo)波檢測技術(shù)已成為我國檢測技術(shù)研究的前沿與熱點(diǎn)，大多數(shù)研究主要集中于磁聲轉(zhuǎn)換理論模型的建立與換能器的優(yōu)化設(shè)計(jì)。本文在理解檢測

2、原理的基礎(chǔ)上，分析了磁聲換能效率，設(shè)計(jì)了檢測系統(tǒng)并進(jìn)行了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。
　　本文首先分別論述了磁致伸縮與導(dǎo)波理論，并重點(diǎn)研究了桿中的導(dǎo)波，從而引出磁致伸縮導(dǎo)波檢測原理及基于磁致伸縮效應(yīng)的桿中導(dǎo)波的激勵(lì)與接收。其次，以磁致伸縮縱向?qū)Рz測技術(shù)為主，針對電磁超聲換能效率低的關(guān)鍵問題，以提高換能效率為目的，分別從構(gòu)成換能器的三部分（磁致伸縮材料、偏置磁場、感應(yīng)線圈）進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)換能器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。再次，針對磁致伸縮換能器設(shè)計(jì)了檢測系統(tǒng)，包括

3、硬件電路與軟件系統(tǒng)部分。激勵(lì)端能夠提供一個(gè)頻率、周期數(shù)、觸發(fā)間隔可調(diào)的漢寧窗調(diào)制單頻窄脈沖信號，輸出功率可達(dá)將近40W。接收端為了很好的抑制噪聲前級采用了差分設(shè)計(jì)，電路總體增益為120dB，能夠?qū)⑽⒎壔夭ㄐ盘栠M(jìn)行足夠放大，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。最后，利用設(shè)計(jì)的換能器與檢測系統(tǒng)對磁致伸縮材料進(jìn)行檢測，磁致伸縮換能器的工作頻率實(shí)現(xiàn)300kHz～1MHz掃頻測試。通過信號處理技術(shù)對回波信號進(jìn)行分析處理，提高檢測結(jié)果精度，并與理論值做對比，分析誤差范