无接触厚度测量的MHz以下EMAR:超声波导向如何影响精度
Alexander Siegl1, David Auer1, Bernhard Schweighofer1
1Christian Doppler Laboratory for Measurement Systems for Harsh Operating Conditions, Graz University of Technology, Inffeldgasse 23/2, 8010 Graz, Austria.
Sensors (Basel, Switzerland)
|August 14, 2025
概括
这项研究证明了使用电磁声共振 (EMAR) 在低于MHz频率的安全和经济有效的超声波厚度测量. 通过保持特定的波长与传感器比率来实现准确的结果,确保可靠的工业应用.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 非破坏性测试 不破坏性测试
- 声学 声学 在声学方面
背景情况:
- 电磁声学共振 (EMAR) 是一种标准的非接触式超声波厚度测量技术.
- 传统的EMAR在高频率 (>1 MHz) 运行,需要高电压.
研究的目的:
- 将EMAR扩展到MHz以下的频率范围,以实现更安全,更经济的运行.
- 调查准确的MHz以下EMAR的关键设计参数.
- 为了验证MHz以下EMAR的模拟模型.
主要方法:
- 在20毫米厚的铜块上进行的实验使用MHz以下的EMAR.
- 开发一个基于系统的模型来模拟EMAR波传播.
- 分析超声波长与EMAT轨道宽度 (λ/w) 的比率.
主要成果:
- 在MHz以下的频率下,相对厚度的准确度要好于0.2%.
- 确定 λ/w < 1 为稳定的共振和准确测量的关键值.
- 实验结果与模拟预测非常接近.
结论:
- 低于MHz的EMAR是高精度可行的,提供了更安全,更具成本效益的替代方案.
- 根据 λ/w < 1 的原理,可以在低频模式下确保可靠的厚度测量.
- 低压EMAR显示了工业超声波厚度测量具有重大潜力.


