鋼管電磁超聲測厚系統(tǒng)研究.pdf

1、鋼管作為一種經(jīng)濟鋼材，在各行各業(yè)具有廣泛應(yīng)用。鋼管壁厚是衡量鋼管質(zhì)量的一項重要參數(shù)，現(xiàn)階段的測厚方法主是超聲法。目前工業(yè)自動化檢測中廣泛使用的壓電超聲測厚技術(shù)由于對被測件的表面質(zhì)量要求較高且需要耦合劑傳遞聲能、不能用于高溫環(huán)境，應(yīng)用時多有不便。
　　電磁超聲檢測具有無需耦合劑、非接觸、耐高溫、可靈活產(chǎn)生各類波形、靈敏度高等優(yōu)點，適合用于工業(yè)場合的測厚。但電磁超聲技術(shù)本身有換能效率較低、對提離值敏感等缺點，因此檢測系統(tǒng)需要根據(jù)電磁超

2、聲檢測技術(shù)的特點及應(yīng)用場合進(jìn)行設(shè)計。本課題對此展開了研究。
　　首先，本文通過分析國內(nèi)外電磁超聲檢測技術(shù)研究現(xiàn)狀，結(jié)合電磁超聲測厚原理，設(shè)計了鋼管電磁超聲測厚系統(tǒng)的總體架構(gòu)。根據(jù)實驗室現(xiàn)有條件對電磁超聲檢測方法做了一系列研究，開發(fā)出電磁超聲測厚儀，提出利用類似單脈沖激勵換能器產(chǎn)生超聲回波來進(jìn)行電磁超聲測厚，結(jié)合電磁超聲換能器來實現(xiàn)簡便可靠的電磁超聲測厚的方法；同時用ARM+FPGA控制系統(tǒng)運行，16個采樣通道同時工作；通過實驗對比

3、分析了幾種換能器的性能，設(shè)計了測厚系統(tǒng)的換能器結(jié)構(gòu)。
　　然后，系統(tǒng)使用基于UDP協(xié)議的Socket網(wǎng)絡(luò)編程完成上位機與測厚儀的通信，開發(fā)了配套的上位機軟件，提出了軟件處理電磁超聲回波信號的方法；軟件完成了對儀器發(fā)送信號的采集、儀器參數(shù)的設(shè)置和厚度值實時顯示等功能，結(jié)合實驗驗證了本系統(tǒng)的測量分辨力。
　　最后，通過實驗對不同激勵脈沖、不同表面粗糙度對電磁超聲測厚回波的影響做了相關(guān)研究。發(fā)現(xiàn)采用不同激勵產(chǎn)生的渦流頻率成分不同，