鋼管自動化電磁超聲測厚方法研究.pdf

1、隨著國內(nèi)外無縫鋼管供應推行以長度計價取代以重量計價以來，高品質(zhì)鋼管和油井管生產(chǎn)中的壁厚測量與控制越來越重要。依靠電磁耦合方式產(chǎn)生超聲波的電磁超聲傳感器(ElectromagneticAcoustic Transducer,EMAT)測厚方法以其具有非接觸、適應快速度等優(yōu)點成為鋼管自動測厚的首選方法。長期以來，EMAT測厚方法實施的難點在于其換能效率低、激勵功率大、信號微弱易受干擾、設備成本高，為此，研究這一方法的信號增強方法具有重要的應

2、用價值。
　　為尋求增強EMAT測厚信號的途徑，首先提出研究了平面型電磁超聲測厚傳感器解析分析方法，得到了工程應用中EMAT測厚的兩種通用的洛侖茲力解析式，系統(tǒng)研究傳感器主要參數(shù)對測厚回波信號的影響，發(fā)現(xiàn)平面線圈的形狀和磁化器的磁化強度是增強測厚回波信號強度的關(guān)鍵。
　　針對鋼管的測厚，在平面線圈和平面磁鐵分析基礎上，提出和建立了馬鞍型EMAT測厚的分析模型，系統(tǒng)研究了傳感器中線圈和磁鐵的輪廓形狀對測厚回波信號的影響，發(fā)現(xiàn)包

3、絡鋼管外輪廓的馬鞍型線圈和包絡鋼管外輪廓并沿鋼管徑向的強力磁化是決定測厚回波信號強度的關(guān)鍵，為此，進一步提出了鋼管EMAT測厚設計方法。
　　為了實現(xiàn)鋼管自動化EMAT測厚，提出了適用于鋼管EMAT測厚的增強電磁磁化方法，結(jié)合生產(chǎn)中鋼管的兩種運動方式，研究了適用于鋼管直線和螺旋運動的消除磁吸力的電磁磁化器方法，提出了線圈和磁化器分離的EMAT測厚工作方式，結(jié)合線圈的氣浮掃查，解決了現(xiàn)有EMAT測厚應用中因吸引力過大造成的控制難、磨