EMAT检测技术的研究

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超声检测技术研究发展方向

波的波型、位置、特征进行分析，对工件进行宏观缺陷检测，几何表征检测，组织构造、力学特性变化的检测和表征，并进一步对其整体使用性能进行评价的一种先进、科学的检测技术手段。

利用超声波对工件缺陷进行检测的方法，始于20世纪30年代初。1929年苏联科学家首次在检测金属内部的缺陷时，应用了超声波；之后随着检测技术的发展，将近10年的发展，美国科学家推出了脉冲回波式超声检测仪。超声检测技术被普遍应用在工业检测领域是在20世纪60年代。直到20世纪80年代末，随着计算机技术以及电子元器件的高速发展，促进了超声检测技术的发展，产生了数字式超声波检测仪。这类设备的使用也使得检测结果更加形象、准确。

随着各领域的快速发展，超声检测技术也正飞速的发展，成像技术、相控阵技术、3D相控阵技术、人工神经网络（ANNs）技术、超声导波技术等逐渐成熟，推进了超声检测技术的发展。目前，常规超声检测已经是一项非常成熟的无损检测技术，广泛应用于石油、医疗、核工业、航空航天、交通、机械等行业。超声检测技术未来研究发展方向主要有如下两个方面：(1) 超声本身技术的研究与改进；

(2) 超声辅助和配套技术的研究与改进。

超声自身技术研究

01激光超声检测技术

通过产生热弹效应（或少数热蚀作用）或利用中介材料（被测材料周围的其他物质）这两种方式激发超声波。激光超声的优点主要体现为三个方面：

(1) 可远距离检测，激光超声可远距离传播，传播过程中的衰减较小；

(2) 非直接接触，检测时不需直接接触或靠近工件，检测安全性较高；

(3) 空间及时间分辨率高，检测分辨率高。

电磁超声(EMAT)在线非接触式高温测厚技术手册

3.1. 设备配置 .................................................................................................................. 错误!未定义书签。 3.2. 设置 ......................................................................................................................... 错误!未定义书签。
该应用手册中描述的软件为 temate® PowerBox H 仪器中使用的软件。
2.2. 传感器
我们的高温传感器，磁铁和线圈是集成在一起的，如需要还可以加如主动冷却装置（空气或水）。独立的磁铁探头和 RF 线圈是为了各种不同应用设计的通用和经济的最佳选择。如需获得更详细的传感器和 RF 线圈的信息，请查阅我们的“标准探头和附件手册”
2.1. 仪器 ......................................................................................................................... 错误!未定义书签。 2.2. 传感器...................................................................................................................... 错误!未定义书签。

电磁(EMAT)无损探伤特点钢铁行业应用前景论文

电磁(EMAT)无损探伤的特点及钢铁行业的应用前景【摘要】电磁（emat）无损探伤技术为检测领域带来了新的发展前景，此技术能够采用电磁耦合方法对超声波进行激励与接受，是如今钢铁行业用来检测金属内部质量的重要手段。它与以往的检测技术不同，由于更具有高精度性和非接触性，以及在高温检测中也非常容易激发超声波形等，因此电磁（emat）无损探伤技术在钢铁行业中更加被重视。本文通过简单介绍电磁(emat)无损探伤，对电磁(emat)无损探伤的特点进行分析，并阐述电磁(emat)无损探伤技术在钢铁行业的应用前景。

【关键词】电磁(emat)无损探伤；钢铁；特点；应用前景

随着我国工业技术水平的不断发展，在钢铁行业中，对钢铁产品质量问题也越加重视。电磁（emat）无损探伤技术的推出，成为了钢铁行业检测钢铁产品内部质量的重要手段，由于它的检测速度快，并且精确度很高等优势，因此成为我国在钢铁行业的首选检测方式。电磁（emat）无损探伤技术的成功应用，使它在钢铁行业中拥有更好的发展前景。

1.电磁（emat）无损探伤

电磁超声波换能器就是电磁（emat）无损探伤，这种技术属于新的超声波发射与接收的一种装置，主要是采用电磁效应进行超声波的发射与接收。电磁（emat）无损探伤通过电磁趋肤层内稳恒磁场中产生的超声波源在线圈中感应电压，并接收电压信号送往信号处理中，经过放大和过滤后送往波形数字化电路，采用计算机测量

到达的时间和振幅，然后将钢板的厚度进行计算，并在一定的时间范围内进行不间断的重复扫描显示。因为电磁（emat）无损探伤技术不需要耦合介质或接触有关的检测材料，就能够将超声波进行发射与接收，所以，它属于一种非常好的非接触超声波发射与接收的系统，但是这种技术必须要拥有可以产生电磁波的材料才能够被实际应用。

电磁超声换能器(EMAT)的应用技术研究

一
示的蛇形，使相邻两部分绕组的电流方向相反．并使其间距等于ｈ２／，那么，在其表面就会产生
＠工件
图１ＥＭＡＴ的基本结构图
１电磁超声换能器的基本原理
ＥＭＡ技术的核心是电磁超声换能器ｆｌｃＥｅ—
当置于工件表面上的高频线圈通过高频电流时，将在工件的趋肤层内产生涡流ｆ感应磁或场，相当于电动机的转子），此涡流在外加磁场ｆ当于电机定子磁场）的作用下，会像电动机相
Ｖ０．０Ｎｏ１１．０１０ｃ．２０ｔｏ８
２０年ｌ月０８０
频率将决定电磁超声换能器产生的波模的类型。
２１纵波．
率取决于回折线圈的几何形状ｆ圈之间间距）线．设计时可通过频率的适当选择，来产生纯的瑞利
维普资讯 http://www.cqvip.com
第２８第月１０年ＯＯ卷００ｌ１期
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电磁超声换能器（Ｔ的应用技术研究ＥＭＡ）

电磁超声水平剪切导波的缺陷检测研究进展

收稿日期

：２０２２－０８－２６基金项目：国家自然科学基金

（１２１７２０１５）引用格式：刘增华，洪泽汇，吴斌，等．电磁超声水平剪切导波的缺陷检测研究进展［Ｊ］．测控技术，２０２３，４２（５）：２８－３６．ＬＩＵＺＨ，ＨＯＮＧＺＨ，ＷＵＢ，ｅｔａｌ．ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｏｎＤｅｆｅｃｔＤｅｔｅｃｔｉｏｎＢａｓｅｄｏｎＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃＵｌｔｒａｓｏｎｉｃＳｈｅａｒＨｏｒｉｚｏｎｔａｌ

ＧｕｉｄｅｄＷａｖｅｓ［Ｊ］．Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ＆ＣｏｎｔｒｏｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０２３，４２（５）：２８－３６．

电磁超声水平剪切导波的缺陷检测研究进展

刘增华，洪泽汇，吴　斌，何

存富（北京工业大学材料与制造学部，北京　１００１２４）

摘要：超声导波检测技术是新型的无损检测方法之一。水平剪切（ＳＨ）导波是超声导波的一种。在

板和管结构的检测中，ＳＨ导波检测技术占据着越来越重要的位置。电磁声传感器（ＥＭＡＴ）常被用于ＳＨ导

波的激励或接收。ＳＨＥＭＡＴ具有适应性强、效率高的特点，基于ＳＨＥＭＡＴ检测技术的应用场景越来越多。以近十几年的相关文献为基础，介绍了ＳＨＥＭＡＴ设计以及ＳＨ导波缺陷检测技术的研究现状和进展，提供了ＳＨ导波检测在不同应用背景下的传感器选择，总结了不同频率ＳＨ导波的检测能力，

分析了不同ＳＨ导

波检测技术的优缺点。同时还对电磁超声水平剪切导波检测的未来研究趋势进行了展望，为相关研究人员提供了研究方向和思路。关键词：ＥＭＡＴ；水平剪切导波；缺陷检测；信号处理；阵列技术中图分类号：ＴＢ５５２；ＴＰ２０６．１文献标志码：Ａ文章编号：１０００－８８２９（２０２３）０５－００２８－０９ｄｏｉ：１０．１９７０８／ｊ．ｃｋｊｓ．２０２３．０５．００３

周向导波电磁超声探头(EMAT)设计与优化

ＤｅｉｎｎＯｐｉｉａｉｎｆＥｌｃｒｍａｎｔｃＡｃｕｔｃＴｒｎｄｕｅｓｇａｄｔｍｚｔｏｏｅｔｏｇｅｉｏｓｉａｓｃｒ
（ＥＭＡＴ）ｆｒＧｕｄｄＣｉｃｍｆｒｎｉｌＷａｅ０ｉｅｒｕｅｅｔｖａ
ＡｂｔａｔＴｎｐｃｉａｄｇｓｐｐｌｎｓｂｓｎＨｄｕｄｄｃｒｕｅｅｔｌｕｔｓｎｃｗｖａｎｖｌｌｃｒｍａｎｔｓｒｃ：ｏｉｓｅｔｌｎａｉｅｉｅｙｕｉｇＳ０ｍｏｅｇｉｅｉｍｆｒｎｉｌａｏｉａｅ，ｏｅｅｔｏｇｅｉｏｃａｒｅｃ
ｓｅｔｓｏｐｏａｌｈａｎｔａｄｓａｏｍｇｅｉｂｏｋｒｌｅｅｅｎａｊｃｎｇｅ．Ｔｒｖｓｒｎｄｃｉｈｅｉｎｔｆｌｔｅｍｇｅｍｌｎｎａｎｔｌｃｓａｐａｄｂｔｅｄａｅｔｎｔｏｉｏｅｉａｓｕｔｎｏｓｎｌｃｅｃｗｍａｓｍｐｔｔｏ
摘要：了利用Ｓ０模超声周向导波检测油气管道纵向裂纹，出了一种新的周向导波电磁超声探头（ＭＡ结构为Ｈ提ＥＴ）
设计，结构特点是磁铁顶部放置碳钢片，其相邻磁铁之间放置非磁性材料片。为了提高周向导波ＥＴ的换能效率，用ＭＡ采ＡＳＳ仿真对其结构参数进行了优化。优化的结果为：ＮＹ磁铁顶部应放置厚度大于１ｍｍ的碳钢片，圈中导线间距要尽线

电磁超声无损检测的原理及其应用

200字摘要：电磁超声(Electromagnetic Acoustic Transducer,以下简称EMAT)是无损检测领域出现的新技术，该技术利用电磁耦合方法激励和接受超声波。与传统的超声检测技术相比，它具有精度高、不需要耦合剂、非接触、适于高温检测以及容易激发各种超声波形等优点。在工业应用中，电磁超声正越来越受到人们的关注和重视。其缺点为换能效率低，信号微弱，需要在检测中克服。本文在相关资料的基础上，总结电磁超声无损检测的基本原理，并简单介绍该技术在工业领域的几种典型应用。

关键词：电磁超声；无损检测；工业应用

1 引言

无损探伤方法多种多样，常规的5种技术（超声、射线、渗透、磁粉、涡流）已经日趋成熟，在当今的工业应用中起着主导作用；另一方面，各种新技术、新方法不断涌现，例如全息、热成像、声振等。它们以其物理性质及原理的特殊性，在一些场合发挥着重要功能，与常规方法相辅相成，电磁超声无损检测技术便是其中的一种。

2 电磁超声的原理和特点

2.1超声波的工作原理

超声波是频率高于20000Hz的机械波，由于超声波频率高、波长短，因此具有良好的方向性和穿透能力，且由于超声波能量大，方便检测，因此可以用来实现无损检测。具体工过程分为以下几个过程：

a.声源产生超声波，采用一定的方式使超声波进入试件；

b. 超声波在试件中传播并与试件材料以及其中的缺陷相互作用，使其传播方向或特征被改变；

c. 改变后的超声波通过检测设备被接收，并可对其进行处理和分析；

d. 根据接收的超声波的特征，评估试件本身及其内部是否存在缺陷及缺陷的特性。

电磁超声(EMAT)在线非接触式高温测厚技术手册

3.2.1. 设置文件参数 .................................................................................................... 错误!未定义书签。 3.3. 操作 ......................................................................................................................... 错误!未定义书签。
电磁超声传感器使用一发一收模式（独立的发射和接收）或脉冲回波模式（同一发射和接收）测厚一般使用纵波（L）或水平横波（SH）模式。水平横波无论在铁磁性材料或非铁磁性材料中都可以
很容易的产生，但是纵波在铁磁行材料中很难产生。该应用手册中包含所有材料中的水平横波，和非铁磁性材料中的纵波。
2. 仪器选择
2.4.1. 耐磨层 ............................................................................................................... 错误!未定义书签。 2.5. 附件 ......................................................................................................................... 错误!未定义书签。

电磁超声Electromagne...

摘要

电磁超声（Electromagnetic Acoustic Transducer，EMAT）是无损检测领域出现的新技术，以其精度高、不需要耦合剂、非接触、适合于高温检测、移动检测和相控阵操作，以及容易激发各种超声波型等优点，正越来越受到人们的关注和重视。其缺点为换能效率低，信号微弱，需要在检测中克服。

论文首先在论述多年来电磁超声技术发展和应用，总结前人研究成果的基础上，对EMAT的电-声换能机理进行了探讨，分析了洛仑兹力、磁性力和磁致伸缩力产生电磁超声的理论基础，并与压电超声进行了比较，设计电磁超声检测系统的方案，并对其关键的阻抗匹配进行了研究，指出了阻抗匹配的重要性，给出了一种有效的阻抗匹配方法。其次通过设计电磁超声接收实验，对多种条件下实验结果的比较与分析，实验中电磁超声信号出现位置与理论计算值差别较小，表明接收到的信号是电磁超声信号。最后在电磁超声激励实验中，设计电磁超声线圈，通过对电磁超声线圈、偏置磁场、被测体和阻抗匹配网络进行合理的组合，利用回折线圈在铝中激励出表面波、板波、垂直偏振横波，在不锈钢铝板中激励出板波，利用平面螺旋线圈在铝块中激励出体波，从而实现了电磁超声的激励和接收，为下一步实验和仪器开发奠定了基础。

如果选择合适的超声波模式，将产生电磁超声诸因素进行合理组合，并进行合理的阻抗匹配，精度达到了检测实际应用要求，电磁超声便能应用于实际检测中。由于电磁超声固有的优点，电磁超声检测具有广泛的应用前景。

关键词：电磁超声阻抗匹配超声波无损检测

Abstract

Electromagnetic Acoustic Transducer (EMAT) is a global leading technology in the field of non-destructive testing (NDT). The features of EMATs, such as high accuracy, contactlessness, need-no-couplant, make them particularly suitable for the nondestructive inspection under high temperature, moving objects and phased-array-controlled operation. They also can easily generate ultrasonic waves at different modes. All these merits make them attract more and more attention from researchers. However, EMATs also have their blemishes, such as low transduction efficiency resulting in weak signal, which should be overcome during inspection.

一种简便的电磁超声测厚实现方法探究

康宜华;涂君;杨芸;刘姚瑶

【摘要】针对电磁超声(EMAT)测厚中大功率脉冲电源和高灵敏度放大器等设计困难的问题,提出了使用压电超声仪来完成电磁超声测厚功能的方法.该方法仅需要设计电磁超声探头和转换电路模块.通过试验确定了检测探头的参数以及磁化方式,并研制了转换器,实现了一种简易有效的电磁超声测厚功能.实践证明,该方法应用效果良好,具有很好的推广价值.%In thickness measurement using EMAT, it is difficult to design the large power pulse power supply and highly sensitive amplifier. Aiming at these problems, the method of adopting piezoelectric ultrasonic apparatus to accomplish the function of electromagnetic ultrasonic thickness measurement is proposed. With this method, only the electromagnetic ultrasonic probe and the module of conversion circuit are needed to design. The parameters and magnetization mode of the inspection probe are determined through a series of experiments, and the converter is developed, a simple and effective electromagnetic ultrasonic thickness measurement function is realized. Practice shows that the method offers good application effects and good promotion value.

电磁超声无损检测技术

概述

电磁超声无损检测技术（Electromagnetic Acoustic Transducer，简称EMAT）是一种利用电磁感应原理和超声波技术进行材料和结构的无损检测方法。相比传统的超声波无损检测技术，EMAT具有不需要直接接触被测物体、适用于高温、高压等特殊环境、能够同时实现检测和控制等优点。本文将对EMAT技术的原理、应用以及发展前景进行介绍。

原理

EMAT技术是通过在被测物体上施加交变电磁场来激发超声波的发射和接收，从而实现对材料和结构的无损检测。其原理基于电磁感应和超声波相互作用的物理过程。

具体来说，EMAT设备由驱动系统和接收系统组成。驱动系统通过交变电流产生交变磁场，这个磁场作用在被测物体上会导致表面电流的形成。这个表面电流会与材料中的磁场相互作用，产生周期性的应力波。当超声波经过被测物体时，它会被这些应力波散射或吸收，从而产生不同的信号反射回来。接收系统通过检测这些反射信号，分析计算出物体的材料性质和结构状态。

应用

EMAT技术在工业领域有着广泛的应用。以下是一些常见的应用场景：

管道和容器检测

EMAT技术可以用于管道和容器的无损检测。传统的超声波检测技术需要直接接触被测物体，在工业场景中操作起来非常困难。而EMAT技术不需要直接接触被测物体，可以通过电磁感应的方式检测管道和容器的内部结构和损伤。

高温、高压环境下的检测

传统的超声波检测技术往往受到高温、高压等特殊环境的限制。而EMAT技术由于不需要直接接触被测物体，可以在高温、高压环境中进行无损检测，适用于石油、化工、核能等行业。

无损检测—电磁声换能器(EMAT)技术表面波检测方法

无损检测—电磁声换能器(EMAT) 技术表面波检测方法
中华人民共和国国家标准
01 制定过程
03 内容范围 05 意义价值
目录
02 标准目次 04 引用文件
《无损检测—电磁声换能器（EMAT）技术表面波检测方法》（GB/T -2020）是2021年6月1日实施的一项中华人民共和国国家标准，归口于全国无损检测标准化技术委员会。
标准目次
参考资料：
内容范围
《无损检测—电磁声换能器（EMAT）技术表面波检测方法》（GB/T -2020）规定了电磁超声表面波检测通用方法，用以检测表面开口和埋深不小于表面波波长的近表面不连续性。该标准适用于导电或磁性材料的表面波检测。
引用文件
参考资料：
意义价值
《无损检测—电磁声换能器（EMAT）技术表面波检测方法》（GB/T -2020）技术旨在解决电磁方法产生瑞利波模式对表面或近表面缺陷或不连续检测，推进EMAT技术的超声方法替代传统渗透检测和磁粉检测方法，成为检测表面和近表面不连续的可行方法。
2021年6月1日，国家标准《无损检测—电磁声换能器（EMAT）技术表面波检测方法》（GB/T -2020）实施。
国家标准《无损检测—电磁声换能器（EMAT）技术表面波检测方法》（GB/T -2020）依据中国国家标准《标准化工作导则—第1部分：标准的结构和编写规则》（GB/T 1.1-2009）规则起草。

周向导波电磁超声探头(EMAT)设计与优化

沙高峰;蔡桂喜

【摘要】To inspect oil and gas pipelines by using SHO mode guided circumferential ultrasonic wave,a novel electromagnetic acoustic transducer (EMAT) for guided circumferential wave was designed. The EMAT has two structural features,a carbon steel sheet is on top of all the magnets and small nonmagnetic blocks are placed between adjacent magnets. To improve its transduction efficiency, ANSYS software was used to optimize some geometric parameters of EMAT. The optimal result is the carbon steel sheet should be thicker than 1 mm, and the wire spacing of the coil should be as small as possible. Experiments on a tube 200 mm in OD and 4 mm in wall thickness indicate that the EMAT optimized can excite the SHO mode guided wave effectively.%为了利用SH0模超声周向导波检测油气管道纵向裂纹,提出了一种新的周向导波电磁超声探头(EMAT)结构设计,其结构特点是磁铁顶部放置碳钢片,相邻磁铁之间放置非磁性材料片.为了提高周向导波EMAT的换能效率,采用ANSYS仿真对其结构参数进行了优化.优化的结果为:磁铁顶部应放置厚度大于1mm的碳钢片,线圈中导线间距要尽量小.在直径200 mm壁厚、4mm的管材上进行实验,结果表明,优化设计后的探头能有效地激励出周向SH0导波.

EMAT_简介_Innerspec电磁超声

数来分类
声波的种类:
根据频率: • 次声波: 低于20Hz • 可听声波: >20Hz and <20KHz • 超声波: >20KHz
其他重要参数: • 频率, 波长，速度 • 质点振动方向 • 相速度和群速度 • 体波和导波
www.innerspec.com
© 2012 Innerspec Technologies, Inc. 10
信号处理器，编码器，电磁超声软件，以及其他配件
www.innerspec.com
© 2012 Innerspec Technologies, Inc. 5
Introduction
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Innerspec 在役检测部门提供基于电磁超声技术的特种检测服务
特种检测服务:
提供专用检测仪器（非卖品）及技术人员服务，可以直接与客户合作，和当地检测机构合作，或者通过我们的合作伙伴网络来提供检测服务
电磁超声（EMAT）技术及其在钢铁行业的应用
www.innerspec.com
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Innerspec 公司简介
© 2012 Innerspec Technologies, Inc. 2
Introduction
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基于EMT的混合动力系统研究及仿真分析的开题报告

基于EMT的混合动力系统研究及仿真分析的开题报

告

一、研究背景和目的

随着环保意识的日益提高，车辆的绿色化、节能化和智能化发展成

为未来汽车发展的必然趋势。混合动力系统作为一项新型节能技术，成

为了全球汽车工业的一大研究热点。混合动力系统需要用到电动机、发

动机、电池、控制系统等多个领域的知识，为了实现混合动力系统的优

化设计，需要进行深入的研究和分析。

本项目旨在研究混合动力系统中的电动机技术和能量管理技术，在

建立混合动力系统的模型和仿真平台的基础上，开展对混合动力系统的

分析和优化设计，以达到节能、环保和提升整车性能的目的。

二、研究内容和研究方案

（一）研究内容

1. 混合动力系统工作原理及分类研究。

2. 混合动力系统的电动机技术及控制策略研究。

3. 混合动力系统的能量管理技术研究。

4. 基于EMT建立混合动力系统的仿真模型。

5. 混合动力系统的性能分析与优化设计。

（二）研究方案

1. 系统分析：对混合动力系统的工作原理、分类、组成等进行系统

分析和研究，并介绍混合动力系统的优势和应用现状。

2. 电动机技术研究：对混合动力系统中的电动机技术进行深入研究，并探讨不同电动机调速控制策略的特点和适用范围。

3. 能量管理技术研究：研究混合动力系统的能量管理技术，探讨不

同的管理策略对混合动力系统节能性的影响。

4. 模型建立：基于EMT软件建立混合动力系统的仿真模型，并进行仿真分析，对整车性能进行评估和分析。

5. 性能分析与优化设计：对混合动力系统的性能进行评估和分析，

并提出相应的优化设计方案，以达到节能、环保和提升整车性能的目的。

emat原理

EMAT是电磁超声无损检测技术的一种，EMAT是英文Electromagnetic Acoustic Transducer的缩写，中文名称为电磁超声换能器。

EMAT原理是基于电磁感应和磁致伸缩效应的。EMAT的发射器（也称为换能器）包括一对线圈，其中一对为激励线圈，另一对为检测线圈。工作时，将交变电流通入激励线圈中，激励线圈通过感应产生磁场，该磁场作用于材料中的载流子，如电子和离子。载流子受到

磁场的力将导致材料内的应力和压缩变形，这会使材料产生机械振动，同时发出超声波信号。超声波信号在材料内部传播，当超声波遇到另一对感应线圈时，感应线圈将这些振动

转化为电信号。

EMAT还可以利用磁致伸缩效应检测材料内部的缺陷。在这种情况下，材料中的载流子不会形成振动，而是受到磁场的作用，而材料中的磁区域会扩张或收缩。这将导致材料的

长度发生变化，这种长度变化可以通过EMAT感应线圈中的变化电压来检测。

EMAT的工作原理相比传统的超声检测具有很多优点。传统的超声检测需要直接接触被检测的表面，而EMAT则可以利用电磁感应无需直接接触被检测的物体表面。这意味着EMAT可以在高温、低温或有辐射的环境下工作。同时，由于EMAT的能量传输是通过直接

作用于材料中的电子和离子引起振动，相比传统的超声检测技术更适用于材料的特殊性质，如高强度合金、陶瓷、复合材料等。

总之，EMAT的原理是基于电磁感应和磁致伸缩效应，它具有许多优点，可以在高温、低温或辐射环境下工作，并且适用于特殊材料的检测。