[发明专利]基于电磁超声换能器的水平切变导波测厚方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水平切变导波测厚方法。

背景技术

超声无损检测技术，主要包括体波检测及导波检测，体波指的是横波或者纵波。如公开号为CN101398298A，发明名称为《电磁超声测厚方法》的中国发明专利；公开号为CN101701809A，发明名称为《一种电磁超声测厚仪机器测量方法》的中国发明专利，申请号为93206367.5，发明名称为《电磁超声测厚仪》的中国实用新型均是采用了体波的脉冲反射法对材料厚度进行测量；体波测厚的原理是通过电磁超声换能器在试件上端面激发体波，向试件下端面传播，并接收经过试件下端面反射回来的超声波，测量传播时间t，体波的传播速度恒定为已知传播速度c，传播路径是即为试件的厚度的两倍，因此通过公式得到厚度d＝c×t×0.5。但是采用电磁超声换能器的体波测厚存在局限性，对于厚度约为10mm以下的试件，尤其是铁磁性材料的试件，反射回波彼此重叠，导致难以分辨传播时间t，无法实现测厚的目的。因此，采用电磁超声体波测厚法难以实现对厚度为10mm以下的金属试件进行测厚。

发明内容

本发明为了解决现有采用电磁超声体波测厚法难以实现对厚度为10mm以下的金属试件进行测厚的问题，而提出的基于电磁超声换能器的水平切变导波测厚方法。

基于电磁超声换能器的水平切变导波测厚方法，它由如下步骤实现：

步骤一：计算待测试件1中水平切变导波的激发方程：

4f′2cs2-1L′2=n2,n∈{1,2,3...}]]>公式1

公式1中，参数c_s表示待测试件1的横波速度；参数L′表示L和d的比值，即为距厚比L′＝L/d；参数L表示电磁超声换能器的曲折线圈间距，参数d表示待测试件1的厚度；参数f′表示f和d的乘积，即为频厚积f′＝f×d，参数f表示电磁超声换能器的激发频率，参数(L′，f′)是电磁超声换能器的设定参数；参数n表示水平切变导波的模式，用SHn表示；当n＝1时为1模式水平切变导波，用SH1表示，同理依次得到SH2模式，SH3模式……SHn模式；

步骤二：根据步骤一所述激发方程绘制水平切变导波各模式的激发曲线；取SHn模式的工作点4(L_n′，f_n′)，所述工作点(L_n′，f_n′)位于激发曲线上的SHn模式的激发曲线上，参数L_n′表示SHn模式水平切变导波的距厚比，参数f_n′表示SHn模式水平切变导波的频厚积；当待测试件1厚度连续变化时，保持电磁超声换能器的线圈间距和激发频率不变，在激发曲线上得到一条工作点轨迹5；

步骤三：所述水平切变导波的群速度即为水平切变导波在待测试件1中的实际传播速度，计算求解水平切变导波的群速度方程：

cg=cs22L′f′]]>公式2