[发明专利]电磁超声Lamb波焊缝检测方法、装置、检测平台

权利要求书

1.一种电磁超声Lamb波焊缝检测方法，其特征在于，包括：

获取待测薄板的待测材料，计算待测材料的纵波声速和横波声速，将纵波声速和横波声速带入Rayleigh-Lamb波动方程并绘制出待测材料频散曲线；

在频散曲线中选取合适的探头激励频率f并记录对应的相速度C_p；

制作电磁超声线圈，计算电磁超声线圈间距d＝C_p/2f；其中f为频率，C_p为频散曲线中f对应的相速度；

搭建电磁超声Lamb波检测平台；所述电磁超声Lamb波检测平台包括电磁超声Lamb波焊缝检测装置和示波器，所述电磁超声Lamb波焊缝检测装置包括发射探头组件和接收探头组件，所述示波器连接在所述发射探头组件和所述接收探头组件之间；

将所述电磁超声Lamb波焊缝检测装置放置在待测薄板上，接收电磁超声Lamb波接收信号，调节所述发射探头组件和所述接收探头组件的间距直至边缘反射波和周期波与焊缝特征波不相互重叠，调节所述发射探头组件和所述接收探头组件与待测薄板的高度使接收波幅值最大；

推动所述电磁超声Lamb波焊缝检测装置沿待测薄板的焊缝延伸方向扫查，观察所述示波器上接收波形变化情况，若焊缝特征波出现较大波幅下降时则判定为有缺陷。

2.根据权利要求1所述的电磁超声Lamb波焊缝检测方法，其特征在于，所述计算并绘制出待测材料频散曲线，将纵波声速和横波声速带入Rayleigh-Lamb波动方程并绘制出待测材料频散曲线步骤中，包括：

由待测材料的弹性模量E、密度ρ和泊松比v计算待测材料的纵波声速C_l和横波声速C_t，其表达式为：

将纵波声速和横波声速带入Rayleigh-Lamb波动方程用MATLAB软件求解得到频散曲线；

所述Rayleigh-Lamb波动方程为：

其中k为波数，h为半个板厚，ω为角频率。

3.根据权利要求1所述的电磁超声Lamb波焊缝检测方法，其特征在于，在所述调节发射探头组件和接收探头组件的间距时，若接收到的波形信号杂乱或无法接收到波形时，返回制作电磁超声线圈步骤，减小选取的探头激励频率f来减少声波衰减；若接收到的波形变化量小难以观察时，返回制作电磁超声线圈步骤，增大选取的探头激励频率f来提高分辨力。

4.一种电磁超声Lamb波焊缝检测装置，其特征在于，包括：连接架、手柄、发射探头组件、接收探头组件和编码器组件；所述连接架上端连接所述手柄，所述连接架的两端底部连接所述发射探头组件和所述编码器组件，所述连接架的中间底部可调节式连接所述接收探头组件，所述发射探头组件和所述接收探头组件对应设置在一条直线上。

5.根据权利要求4所述的电磁超声Lamb波焊缝检测装置，其特征在于，所述连接架与所述手柄的延伸方向垂直，所述连接架的中部位置设有凹槽滑轨，所述凹槽滑轨的一侧设有用于标注所述发射探头组件和所述接收探头组件间距的刻度尺，所述凹槽滑轨中设有水平滑块，所述水平滑块可沿所述凹槽滑轨在水平方向移动；所述水平滑块与所述接收探头组件的顶部连接。

6.根据权利要求4所述的电磁超声Lamb波焊缝检测装置，其特征在于，所述发射探头组件和所述接收探头组件均包括：壳体、调整螺栓、弹簧、垂直滑块、电磁超声探头和行走轮；所述壳体呈倒U形，所述垂直滑块及所述电磁超声探头设置于所述壳体内；所述壳体的底部设置所述行走轮，所述电磁超声探头通过电缆线穿过所述壳体与示波器相连。

7.根据权利要求6所述的电磁超声Lamb波焊缝检测装置，其特征在于，所述壳体的顶板设置有螺纹通孔，所述垂直滑块的上端面设有内螺纹沉孔；所述调整螺栓的上部为手动调节旋钮，所述调整螺栓的下部设有外螺纹；所述调整螺栓螺的外螺纹接于所述螺纹通孔内并穿过所述弹簧连接至所述垂直滑块的内螺纹沉孔内；所述壳体的前板和后板上均设有两个方形槽，所述方形槽内设置所述行走轮；所述壳体后板设有圆型通孔，所述电磁超声探头通过电缆线穿过所述圆形通孔与示波器相连。