电磁无损检测及应用共65页
《电磁量测量技术》课件
通过引入一个已知的修正量，抵消原有的误差分 量。
统计处理法
对大量随机误差数据进行统计处理，得到更接近 真实值的平均值。
数据处理与误差修正
数据筛选
去除异常值和离群点，确保数据质量 。
数据平滑
通过数学方法对数据进行平滑处理， 减少噪声干扰。
数据处理与误差修正
• 数据变换：将数据转换为更易于分析和处理的格 式。
02
随着科技的发展，对电磁量测量 的精度和效率要求越来越高，因 此需要不断更新和完善测量技术 。
课程目标
01
02
03
04
掌握电磁量测量的基本原理和 方法。
熟悉各种电磁量测量仪器和设 备的使用。
了解电磁量测量技术的发展趋 势和应用前景。
提高解决实际问题的能力。
02
电磁量测量的基础知识
电磁场与电磁波
电磁场
是由电荷和电流产生的场，包括电场 和磁场，二者相互依存、相互转化。
电磁波
电磁波的传播
电磁波可以在真空中传播，也可以在 介质中传播，其传播速度与介质有关 。
是电磁场的一种运动形态，以波动形 式传播，具有能量、动量和质量。
电磁量的定义与单位
电磁量
是指描述电磁场和电磁波的物理 量，如电流、电压、电阻、电容 、电感、磁通量等。
《电磁量测量技术》 PPT课件
xx年xx月xx日
• 引言 • 电磁量测量的基础知识 • 电磁量测量的常用方法 • 电磁量测量中的误差与数据处理 • 电磁量测量的应用实例 • 未来电磁量测背景
01
电磁量测量技术在现代工业、科 研和日常生活中具有广泛应用， 如电力、通信、交通、医疗等领 域。
误差的来源与分类
系统误差
电磁超声无损检测的原理及其应用
电磁超声无损检测的原理及其应用电磁超声无损检测（Electromagnetic Acoustic Testing, EMAT）是一种无需使用传统的耦合介质（如水或液体）来传输超声波的方法。
它主要利用电磁感应原理，结合材料的电磁性质，实现材料的检测。
电磁超声无损检测的原理是利用了磁控制超声波生成和接收。
当电流通过线圈时，它会产生一个交变磁场。
在存在交变磁场的情况下，如果材料是导电材料，磁场就会感应出涡流。
涡流在材料中产生耗散，从而导致材料局部温度的上升。
当涡流与材料界面处有超声波传播时，超声波会被热膨胀效应产生的热波所表面耦合，从而发生辐射声波。
这样就可以通过磁控制超声波的辐射和接收来检测材料的状态。
1.金属材料的缺陷检测：电磁超声无损检测可以用来检测金属材料中的缺陷，如裂纹、腐蚀等。
通过波束聚焦技术，可以对材料内部进行高分辨率的检测。
与传统的耦合超声检测相比，电磁超声无需使用耦合介质，能够更好地适应复杂几何形状的材料。
2.管道的检测：电磁超声无损检测可以应用于管道的检测。
在管道内表面涂覆电磁超声薄膜或埋设电磁超声传感器，可以检测出管道中的缺陷和腐蚀情况。
这对于防止管道爆裂、泄露等问题具有重要意义。
3.铁路轨道的检测：电磁超声无损检测可以用于铁路轨道的检测。
通过在轨道上安装电磁超声传感器，可以实时检测轨道的变形、裂纹等缺陷，及时进行维修和保养，确保铁路的安全运行。
4.混凝土结构的检测：电磁超声无损检测可以用于混凝土结构的健康监测。
通过在混凝土结构表面激发电磁超声波，并接收散射和透射的信号，可以检测到混凝土中的缺陷和裂纹，提前预警可能发生的结构问题。
5.材料的杂质检测：电磁超声无损检测可以用于材料中杂质的检测。
例如，在铸造过程中，若有金属杂质混入，可以使用电磁超声无损检测方法进行快速检测，以防止产品质量问题。
总的来说，电磁超声无损检测由于其无需使用耦合介质、能够适应复杂几何形状的材料等优点，被广泛应用于各个领域的材料检测中。
无损检测技术与应用最新课件
实际的机器和结构物在使用条件下的损坏情况大不
相同。所以，不能片面地相信强度试验结果，以此
来推断其损坏情况。当然，在评定有缺陷的材料的
牢固性时，应参考有关缺陷材料强度的试验研究结
果。还应吸收迄今所知的引起过损坏事故的教训。
并对下述因素进行研究来确定质量评定时所用的缺
陷评定标准。
12
缺陷的评定 ①原材料和焊缝所处的应力条件和环境条
应特别指出的是，射线检测和超声检测不能互为代替，因为两者各有侧重功能。虽 然标准中曾有过可以互为代替使用的规定。现行规定：选择超声波检测时，还可对 超声波检测部位作射线检测复验，选择射线探伤时也可进行超声波检测复验。
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常规无损检测方法有： 超声检测 Ultrasonic Testing（缩写 UT）； 射线检测 Radiographic Testing（缩写 RT）； 磁粉检测 Magnetic particle Testing（缩写 MT）； 渗透检验 Penetrant Testing （缩写 PT）； 涡流检测Eddy current Testing（缩写 ET）； 目视检测 Visual Testing （缩写 VT）； 非常规无损检测技术有： 声发射 Acoustic Emission(缩写 AE)； 泄漏检测 Leak Testing（缩写 LT）； 衍射波时差法超声检测技术Time of Flight Diffraction (缩写
用无损检测来保证产品质量，使之在规定的使用条件下，在预期的使用寿命内，
产品的部分或整体都不会发生破损，从而防止设备和人身事故。这就是无损检测最重
要的目的之一。
2．改进制造工艺 ．
无损检测不仅要把工件中的缺陷检测出来，而且应该帮助其改进制造工艺。例如，
电磁超声无损检测的原理及其应用
电磁超声无损检测的原理及其应用200字摘要：电磁超声(Electromagnetic Acoustic Transducer,以下简称EMAT)是无损检测领域出现的新技术，该技术利用电磁耦合方法激励和接受超声波。
与传统的超声检测技术相比，它具有精度高、不需要耦合剂、非接触、适于高温检测以及容易激发各种超声波形等优点。
在工业应用中，电磁超声正越来越受到人们的关注和重视。
其缺点为换能效率低，信号微弱，需要在检测中克服。
本文在相关资料的基础上，总结电磁超声无损检测的基本原理，并简单介绍该技术在工业领域的几种典型应用。
关键词：电磁超声；无损检测；工业应用1 引言无损探伤方法多种多样，常规的5种技术（超声、射线、渗透、磁粉、涡流）已经日趋成熟，在当今的工业应用中起着主导作用；另一方面，各种新技术、新方法不断涌现，例如全息、热成像、声振等。
它们以其物理性质及原理的特殊性，在一些场合发挥着重要功能，与常规方法相辅相成，电磁超声无损检测技术便是其中的一种。
2 电磁超声的原理和特点2.1超声波的工作原理超声波是频率高于20000Hz的机械波，由于超声波频率高、波长短，因此具有良好的方向性和穿透能力，且由于超声波能量大，方便检测，因此可以用来实现无损检测。
具体工过程分为以下几个过程：a.声源产生超声波，采用一定的方式使超声波进入试件；b. 超声波在试件中传播并与试件材料以及其中的缺陷相互作用，使其传播方向或特征被改变；c. 改变后的超声波通过检测设备被接收，并可对其进行处理和分析；d. 根据接收的超声波的特征，评估试件本身及其内部是否存在缺陷及缺陷的特性。
一般来说，为保证充分的声耦合，在检测时需要有耦合剂（机油或水等）填充检测探头和被检查表面之间的空隙。
2.2电磁超声的产生机理处于交变磁场中的金属导体，其内部将产生涡流，同时由于任何电流在磁场中收到洛伦兹力的作用，而金属介质在交变应力的作用下将产生应力波，频率在超声波范围内的应力波即为超声波。
电磁超声及其在无损检测中的应用
电磁超声及其在无损检测中的应用摘要：电磁超声（EMAT）是无损检测领域的一种新兴技术。
电磁超声测量精度高、无需接触、不需要耦合剂的特点，使其特别适合于高温和移动的无损检测。
同时电磁超声容易激发各种超声波型。
所有这些优点，越来越受到人们的关注。
关键词：电磁超声；非接触；高温检测；电磁测厚目前无损检测的重要性已经得到各行业的广泛认识，检测方法越来越多。
电磁超声无损检测技术便是其中的一种。
和传统采用压电换能器的传统超声波检查比较，由于电磁超声是在金属材料的表面激发，因此具有无需耦合剂、可非接触式、可应用于低温或高热环境、有利于自动化、易于激发各种超声检测波形等优点，并且具备传统超声波的特点，在国内外的无损检测中已经普遍的获得认可和广泛应用，发挥着越来越重要的作用。
1 电磁超声的工作原理[1]当置于工件表面的高频线圈通以高频电流时，根据电磁感应原理，高频线圈附近区域会产生一交变磁场，磁场在工件表面会感应出电流，即涡流I。
涡流在外界强磁场B作用下将产生机械力F。
工件表面质点受力产生机械振动，同时振动以波的形式传播出去，这就是电磁超声波的激发过程。
接收过程是激发过程的逆过程。
工件表面的机械振动在外界强磁场作用下，在线圈中产生感应电压，仪器通过接收处理电压的变化情况反映对工件的探测结果。
这种激发和接收的超声波的方法称为电磁超声。
图一电磁超声换能器结构2电磁超声换能器基本结构和效应电磁超声换能器主要由高频线圈、外加磁场、工件三部分组成[2]，如图一所示。
（1）用于提供外加强偏置磁场的磁铁。
（2）用于激发高频磁场的金属线圈。
（3）被测金属工件。
由于EMAT检测的工件材质的差别，产生的效应也有所不同。
电磁超声包含三种效应：洛伦兹力效应、磁致伸缩力效应、磁性力效应。
在非铁磁性材料中，例如铝合金、铜材料、钕材料中，洛伦兹力为主要效应。
通电线圈在工件集肤层感应出的涡流在外界静磁场作用下产生机械力，这种力就是洛伦兹力。
基于此力激发和接收电磁超声波的现象为洛伦兹力效应。
电磁无损检测技术及应用
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三、常规涡流无损检测
目的1
寻求消除被测体电磁特性对传感器输出影 响的基础理论，并研究其实现方法
目的2
研究探头几何结构及其参数对传感器性能 的影响，对提高传感器性能提供指导
三、常规涡流无损检测
线圈
一级磁场
输入
二级磁场
被测体
涡流
Z ,L ,Q F (x ,,,f)
三、常规涡流无损检测
涡流等效电路
电磁无损检测及应用
周德强 联系方式:
内容
一．个人基本情况 二．电磁无损检测 三．常规涡流无损检测 四．远场涡流无损检测 五．多频涡流无损检测 六．脉冲涡流无损检测 七．漏磁无损检测
一、个人基本情况
学习经历
✓2007.4-2010.6 南京航空航天大学 测试计量技术及仪器 博士学位
✓2008.9-2009.9 受国家留学基金委资助在英国纽卡斯尔大 学
分离变量
AR(ρ)Z(z)
法
(R 1 2R 2R 1 R 1 2)(Z 1 2 zZ 2ki2)0 (2)
f ()
g(Z) 2
2 2R 2 R (221)R0
(3)
2R 2 R (21)R0 SL型本征值问题方程
三、常规涡流无损检测
t=λρ
内无 边限 界远 条边 件界
条 件
t2 (2tR 2rtu2)R t(u 2 (t2r u11))R( ur20rB)E(uS2SELru方1)程e2u2c
电磁无损检测技术在电力生产中的应用
电磁无损检测是无损检测技术的重要分支,是利用材料在电磁场作用下,呈现出的电学或磁学性能的变化,对材料及构件实施缺陷探测和性能测试的检测方法,主要包括涡流检测、磁粉检测、漏磁检测、磁记忆检测、微波检测等。
电磁无损检测具有灵敏度高、检测速度快、效率高等优点,是工业领域中对导电及铁磁材料工件实施表面检测的首选方法,在航空航天、核工业、机械、石油、电力、铁道等工业部门的质量检验及管理中发挥着重要作用。
电力是关系国计民生的产业,维护电力系统的安全稳定运行至关重要。
随着我国在电力方面的不断发展,需要应用大量无损检测技术来保证电力的安全。
该研究主要介绍涡流检测、漏磁检测和微波检测在电力生产中的一些应用。
1 涡流检测的应用涡流检测是以电磁感应为基础,通过测定被检工件内感生涡流的变化来无损地评定导电材料及其工件的某些性能,或发现其缺陷的无损检测方法,适用于材料的表面和浅表层检测。
(1)变电站GIS设备筒体焊缝的涡流检测。
GIS设备在不同电压等级变电站都有广泛应用,投入使用后,在内、外部工作环境的作用下,易在筒体焊缝和热影响区部位产生表面裂纹。
筒体一旦发生泄露,可能威胁设备和人身安全。
青海电力科学实验研究院利用涡流检测方法对GIS设备筒体焊缝的检测进行了研究[1]。
研制了直径15mm左右的正交桥式平线圈作为涡流检测探头,用电火花方法在铝合金板上加工出0.5m、1.0mm、2.0mm深的人工刻槽作为对比试块。
现场试验表明,利用研制的探头和对比试块有效检测带漆层的GIS设备筒体焊缝表面缺陷,但针对不同位置的缺陷,需要选择相对应的灵敏度。
(2)特高压输变电塔法兰的阵列涡流检测。
法兰连接是特高压输变电钢杆塔的主要连接方式之一,其自身质量和有效的检测方法是生产过程控制的关键。
国内有公司针对法兰盘颈根部位的结构特点,设计了R角柔性阵列涡流检测探头,开发了铁塔法兰盘的阵列涡流检测工艺方法,可实现法兰盘横向、纵向、斜向缺陷的全方位检测,避免了表面检测盲区,且探伤灵敏度高[2]。
电磁声无损检测技术PPT课件
Angle beam shear wave
Lamb Wave ( especially suitable for symmetric mode )
SH guided Wave
Surface Wave
第5页/共32页
Guided Wave in pipe or rods
概述——4.主要优点 可产生独特的波模式
内容提纲
1 概述 2 研究与挑战 3 理论模型与求解 4 仪器系统及传感器 5 典型工业应用与前景 6 目前开展的研究
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仪器系统与传感器——1.仪器 系统
上位机控制分析软件
任意函数产生模块
多通道数据采集模块
功率放大模块
多通前置放大器
多通道自动切换模块
双工器 EMAT阵列
双工器
第21页/共32页
理论模型的完备
• 更多材料作用机理的认识 • 多场耦合模型的完整求解
工业应用与推广
• 检测标准化 • 检测的适用性设计
GB 20935.1-2007-T 金属材料电磁超声检 验方法 第1部分：电磁超声换能器指南 GBT 20935.2-2009 金属材料电磁超声检验 方法 第2部分：利用电磁超声换能器技术进 行超声检测的方法
频率(kHz)
-2 0
0.05 0.1 0.15 Time (ms)
25
20
15
10
5
0
0.2
-5 0
0.05 T
dB
Voltage (V) Voltage (V)
第23页/共32页
仪器系统与传感器——2.传感 器
SH0模态EMAT
S. H. Cho, et al., "Guided wave transduction experiment using a circular magnetostrictive patch and a figure-of-eight coil in nonferromagnetic plates," Applied Physics Letters, vol. 88, May 2006. J. S. Lee, et al., "Radiation pattern of Lamb waves generated by a circular magnetostrictive patch transducer," Applied Physics Letters, vol. 90, Jan 2007. J. S. Lee, et al., "Beam-focused shear-horizontal wave generation in a plate by a circular magnetostrictive patch transducer employing a planar solenoid array," Smart Materials & Structures, vol. 18, Jan 2009.