[发明专利]一种基于扫频多通道电磁超声导波装置的导波方向控制方法

说明书

一种基于扫频多通道电磁超声导波装置的导波方向控制方法，涉及一种导波方向控制方法。为了解决现有的导波方向控制方法不能在不改变线圈接线方式的情况下使用多通道电磁超声导波换能器激励和接收任意频率的单向传播超声导波的问题。本发明首先计算各线圈激励电流的初始相位，通过调节各线圈激励电流的初始相位使导波信号被抑制的一侧，在任意时刻各信号叠加后振幅为零；然后计算非抑制侧各发射线圈产生的导波信号合成后的振幅；绘制非抑制侧导波信号振幅与频率的关系曲线，不同工作频率下，选择导波信号振幅最大时所对应的激励电流初始相位；最后通过选择抑制侧和非抑制侧来实现方向控制。本发明用于金属板材、管件等的无损检测。

技术领域

本发明属于无损检测技术领域，具体涉及一种导波方向控制方法，用于金属板材、管件等的无损检测。

背景技术

随着我国工业化水平的不断发展，定期对工业结构进行检测和健康监测，保证其安全运营，具有重要意义。因此，无损检测技术的应用越来越广泛，特别是超声导波检测技术，具有检测效率高、成本低的技术优势，适用于大型工业结构的缺陷检测和健康监测。

电磁超声导波检测方法通过改变换能器的结构和激励电流的相位关系，更易于实现对导波的类型、模式和传播方向的控制。但是，现有的电磁超声导波换能器，线圈一般采用曲折线圈结构，每种结构对应一个中心频率，实际检测时需要改变线圈的接线方式，无法实现扫频缺陷检测和远程在线监测。此外，对于管线分布密集的工况，受空间限制，换能器的体积有限，导致传统的双线圈结构换能器难以实现低频超声导波的方向控制。专利申请号201610998265.4给出了一种任意频率的超声导波发射接收装置及其导波激励和接收方法，但没有给出超声导波方向控制的方法。

发明内容

本发明为了解决现有的导波方向控制方法不能在不改变线圈接线方式的情况下使用多通道电磁超声导波换能器激励和接收任意频率的单向传播超声导波、不能远程在线监测、不能控制任意频率导波方向的问题。进而提出了一种基于扫频多通道电磁超声导波装置的导波方向控制方法。

本发明采用的技术方案的步骤如下：

步骤一、将换能器安装在被测试件(3)上，发射线圈阵列的发射线圈沿某一方向以任意间距并排分布，发射线圈数为2n，沿着导波传播的方向将发射线圈编号T₁，T₂，......，T_2n；

步骤二、沿发射线圈分布方向建立坐标轴；

步骤三、任选一方向为导波传播抑制侧，则相反方向为非抑制侧，计算各线圈激励电流的初始相位，通过调节各线圈激励电流的初始相位使导波信号被抑制的一侧，在任意时刻各信号叠加后振幅为零；

步骤四、基于步骤三中求得的激励电流的初始相位，计算非抑制侧各发射线圈产生的导波信号合成后的振幅；

步骤五、绘制步骤四中所求得的非抑制侧导波信号振幅与频率的关系曲线，不同工作频率下，选择导波信号振幅最大时所对应的激励电流初始相位；

步骤六、通过选择抑制侧和非抑制侧来实现方向控制，非抑制侧即为导波的传播方向。

扫频多通道超声导波装置包括多通道超声导波发射接收装置、铁钴合金带、被测试件和发射线圈阵列，铁钴合金带通过施加压力或粘结紧贴被测试件表面，发射线圈阵列位于铁钴合金带表面，发射线圈阵列中每个发射线圈一端与多通道超声导波发射接收装置的一路发射通道连接，另一路接地，铁钴合金带和发射线圈阵列组成换能器。

本发明的有益效果

本发明提供了一种基于扫频多通道电磁超声导波装置的导波方向控制方法，该方法能够在不改变线圈接线方式的情况下，使用多通道电磁超声导波换能器激励和接收任意频率的单向传播的超声导波，实现对导波的方向控制，可对被测对象进行扫频缺陷检测和远程在线监测。

附图说明