电磁声学传感器死区的缺陷成像,斜率发生和完全跳过SAFT方法
Yang Zheng1, Jinwen He1, Zongjian Zhang1
1China Special Equipment Inspection & Research Institute, Beijing 100029, China.
Ultrasonics
|July 1, 2025
概括
这项研究引入了一种新的全跳转合成孔径聚焦技术 (FS-SAFT),用于使用电磁声学传感器 (EMAT) 绘制近表面缺陷的图像. 优化的EMAT系统有效地检测到关键死区的缺陷,即使在高温下也是如此.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 非破坏性测试是指非破坏性测试.
- 声学 声学 在声学方面
背景情况:
- 电磁声学传感器 (EMAT) 直接在材料表面产生超声波,由于传感器近场效应,对接近表面的缺陷检测提出了挑战.
- 使用块的传统方法对EMAT无效,创造了一个"死区",阻碍了识别浅层缺陷.
- 在这种近地表面死区内检测缺陷是基于EMAT的非破坏性测试的关键限制.
研究的目的:
- 开发和验证一种新的成像技术,以克服EMAT非破坏性测试中的死区限制.
- 为了优化倾斜的发生曲线线线圈EMAT,以有效地实施拟议的成像算法.
- 证明开发的方法能够检测近表面缺陷的能力,特别是在高温下.
主要方法:
- 开发一种全跳转合成孔径聚焦技术 (FS-SAFT),用于增强缺陷成像.
- 为FS-SAFT算法优化斜率曲线线线圈EMAT设计.
- 利用有限元建模来分析声场传播和波缺陷相互作用.
- 实验验证使用合金和20#钢试验块与人工缺陷.
主要成果:
- 使用FS-SAFT成像方法和优化的EMAT成功地使用全横波模式在死区内成像了近表面缺陷.
- 该系统在300°C的高温下有效检测了20号钢的近表面缺陷.
- 高温测试实现了能够检测直径为5毫米的穿孔缺陷的灵敏度.
结论:
- 拟议的FS-SAFT成像技术与优化的EMAT相结合,为在EMAT死区中检测近表面缺陷提供了可行的解决方案.
- 这一进步对于涉及在高温下运行的金属元件的应用特别重要.
- 开发的方法为在高温环境中改进关键设备组件的非破坏性评估奠定了基础.
