基于电磁超声纵波的铝板厚度检测

杨理践，陈俊哲，邢燕好

(沈阳工业大学信息科学与工程学院，辽宁沈阳 110870)



基于电磁超声纵波的铝板厚度检测

杨理践，陈俊哲，邢燕好

(沈阳工业大学信息科学与工程学院，辽宁沈阳 110870)

电磁超声纵波速度接近于横波速度的2倍，当应用纵波对铝板等金属板进行大面积的厚度检测时，检测效率更高。为了提高电磁超声纵波换能器(纵波EMAT)在铝板厚度检测中的换能效率，研究了纵波EMAT换能机理，采用有限元仿真软件COMSOL分析了纵波EMAT的结构参数以及激励电流频率对其换能效率的影响。实验结果表明，纵波EMAT对铝板进行厚度检测精确度达到0.01 mm，电磁超声纵波能很好地应用于铝合金板材的厚度检测。

电磁超声纵波；换能效率；涡流密度；回波信号；洛伦兹力

0 引言

铝板等金属板材广泛应用于航空航天、汽车工业及石油化工等领域，由于周围介质的作用，会发生大面积的腐蚀，对金属板材厚度进行精确的检测非常重要。电磁超声检测技术作为传统压电超声检测技术的重要补充，被广泛应用于工业领域的各个方面，包括在金属的厚度检测、探伤等方面的应用。ZHAO Y和DIXON S采用电磁超声技术激发出横波，对应用于腐蚀防护、热或电绝缘的薄层厚度进行了检测[1-2]。武新军等采用圆环形结构EMAT在铁磁性材料中激发出纵波，并有效抑制横波的幅值[3]。电磁超声换能器能激发出表面波、兰姆波、横波及纵波，其中表面波和兰姆波主要用于金属板探伤，横波和纵波主要应用于金属板、机械结构薄层的厚度检测[4-6]。……