电磁超声波快速检测技术及应用
电磁超声波检测技术在轨道交通中的应用
电磁超声波检测技术在轨道交通中的应用随着现代经济的大发展和社会生产力的增加，人们对交通运输的需求也越来越高，而轨道交通作为一种高效、安全、环保的交通工具，被广泛使用。
然而，随着轨道交通线路的日益增多，轨道车辆的运行负荷加重，引发了一些安全问题。
为了保障轨道交通的安全，提高列车行驶的可靠性和稳定性，电磁超声波检测技术在轨道交通中的应用越来越被重视。
该技术利用电磁超声波在材料中的传播特性，检测轨道车辆及其配件的微小缺陷，从而及早发现并修复问题，保障了轨道交通的安全。
一、电磁超声波检测技术概述电磁超声波技术是一种无损检测技术，它是将声波和电磁场有机地结合在一起的技术。
该技术的核心在于超声波的产生和探测，其产生是通过电磁场与超声波谐振腔之间的耦合作用，探测则是通过电磁场与被检测材料间的相互作用。
该技术简单易行、高效可靠，在轨道交通的检测中有着广泛的应用。
二、电磁超声波检测技术在轨道车辆检测中的应用1. 构造缺陷检测轨道车辆的构造缺陷会使车辆的承载能力下降，导致车辆安全隐患。
电磁超声波技术通过检测车辆上的构造缺陷，如焊接处、耦合器等，能够及时对车辆进行修复，保证车辆的安全运行。
2. 磨损检测车轮与钢轨的摩擦运动会产生磨损，长时间运行后会导致车轮减速，影响车辆的运行速度和安全。
电磁超声波技术可以检测车轮的磨损情况，及早发现问题，修复车轮，保证车辆的安全运行。
3. 轮辋裂纹检测车轮的轮辋是车轮与钢轨接触的部位，长时间的磨损和振动会导致轮辋的裂纹，进而影响车辆的安全运行。
电磁超声波技术可以检测车轮轮辋的裂纹情况，及时发现问题，进行修复和更换，确保车辆的安全运行。
4. 小轮径车辆检测针对小轮径车辆的检测，电磁超声波检测技术可以准确地判断轮辗的质量和材料性能，及时发现车轮的裂纹、变形等问题，确保车辆的正常运行。
三、电磁超声波检测技术的发展现状目前，电磁超声波技术在轨道交通领域得到了广泛的应用，具有良好的应用前景。
该技术的检测速度快、误差小，而且可以检测到微小缺陷，能够及早发现问题并及时处理，保证了轨道交通的安全运行。
《超声波技术及应用》课件
总结词：传播特性
在此添中传播时，会发生反射、折射、 散射和干涉等现象，具有方向性好、能量集中等传播特性 。
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总结词：物理特性
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详细描述：超声波具有压电效应、热效应等物理特性，能 够与物质发生相互作用，产生各种物理和化学效应。
《超声波技术及应用》PPT课 件
目 录
• 超声波技术概述 • 超声波技术的应用领域 • 超声波技术的原理与设备 • 超声波技术的未来发展与挑战 • 结论
01
超声波技术概述
超声波的定义与特性
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总结词：基本特性
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详细描述：超声波是指频率高于20000赫兹的声波，具有 波长短、频率高、穿透力强等特性。
超声波的产生与传播
总结词：产生方式 总结词：传播介质 总结词：衰减与吸收
详细描述：超声波可以通过压电效应、电磁效应、热声 效应等方式产生，其中压电效应是最常用的一种方式。
详细描述：超声波可以在气体、液体和固体等介质中传 播，其传播速度与介质的密度、弹性常数和声速有关。
详细描述：超声波在传播过程中会因为介质的吸收和散 射而逐渐衰减，其衰减程度与介质的性质和超声波频率 有关。
超声波的物理原理
超声波的定义
01
超声波是指频率高于20000赫兹的声波，人类的听力无法察觉
。
传播方式
02
超声波在介质中以波动的形式传播，遵循波动方程。
声速
03
在特定介质中，超声波的传播速度与介质的密度和弹性模量有
关。
超声波换能器
工作原理
超声波换能器是将电信号转换为机械振动，从而产生 超声波的装置。
电磁超声波检测法及其应用分析
60超声波传感元件在我国各大领域都得到了广泛的应用，并且因为电磁超声波检测法在进行检测时，检测的灵敏度较高，同时对检测物体造成的影响较小，因此，在无损检测领域，电磁超声波检测法得到了广泛的应用，并且相对于其他的检测方法来说，电磁超声波检测法的适用范围较广，但是因为超声波检测技术的电子元件如果将超声波传递到待检测物体上，就需要使超声波与水、油等介质产生一种声波的祸合，这就使得超声波检测技术对检测环境的要求较高。
这一特性严重的限制了超声波检测技术的应用以及检测自动化的水平。
1 原理和特征1.1 电磁超声波法的原理电磁超声波检测技术的主要工作原理就是通过在金属材料的表面放置线圈，将线圈和一种用于形成磁场的电磁铁进行组合，之后再对电磁力进行应用，以此来进行超声波的传递工作，当被检测材料形成磁场之后，在待检测物体上附着的收发信线圈附加上一种脉冲电流。
这样就会使被检测材料的表面出现一种感应涡流，再根据各种物理定律进行计算来检测出具体的数据。
由此可见，电磁超声波法主要是由电磁力产生超声波进行信号的收发，因此，不需要借助介质就可以实现无接触检测。
1.2 各种形式超声波的产生电磁超声波收发信号时的基本要素多种多样的超声波产出电磁超声波发出的信号时最根本的要素是产生的磁场和涡流，运用生产出来和检查出来的涡流线圈与构成磁场时的电磁铁的结合，能够获取多种形式的超声波收发信号。
形成哪种形式的超声波决定于劳伦滋力的方向和布局。
如图1、3所表示的典型实际例子。
图1、2则是运用偏磁场实行超声波收发信号的方法生出各种横向波和纵向波。
图3发出的五偏磁场电磁超声波的实例并且仅用线圈就可以产生超声波。
这个的原理是运用由线圈组成的磁场与感应涡流的互相作用而产生的纵向波。
除此之外，永久磁铁、高透磁率的扼铁周期排列的磁铁系与被检查材料之间配置纵向波和横向波用两类蛇状线，而且其可以单独或者同时驱动检查出纵向波与横向波的超声波办法。
图1 图产生横向波电磁超声波示例图2 产生纵向波电磁超声波示例图31.3 电磁超声波法的特征电磁超声波法的特点就是让电磁超声波法与电致伸缩超声波法相互比较，电磁超声波法具有以下优点：（1）用不到水和油等来作为煤质接触，能够实现没有接触的检查和测验。
电磁超声兰姆波检测技术的应用
电磁超声兰姆波检测技术的应用作者：苏欣来源：《电脑迷·中旬刊》2018年第03期摘要：随着材料科学和机械制造业的高速发展，板材在航空航天工业、汽车工业、船舶工业以及压力铝炉等方面均有广泛的应用，因此，对材料进行快速、全面的质量安全检测是不可缺少的环节。
由于超声波具有穿透能力强、方向性好、灵敏度高等优点，超声检测技术己被广泛应用于工业及高技术产业中，而有限元模拟研究也验证了兰姆波检测方法的可行性。
关键词：兰姆波；检测方法；有限元分析；工业应用；无损检测1 电磁超声兰姆波的优点（1）Lamb 波在板内传播距离远，衰减小的特点，能够进行大面积检测；（2）Lamb 波在板内传播会发生频散，对障碍物比较敏感；（3）Lamb 波在弯曲板内可以继续传播，实现对产品的隐蔽处进行检测。
以上的优点决定Lamb 波在超声无损检测中占有独特的发展优势。
2.2 兰姆波的激发从理论上讲，Lamb波的激发方式有板表面激励和板的一端激励，激发Lamb波的换能器一般有两种：梳状换能器和楔型换能器。
（1）梳状换能器梳状换能器由体波换能器粘接在一梳状结构上形成，让梳状结构的周期间隔等于欲激发Lamb波的波长即可。
梳状换能器检测示意图（2）楔形换能器最常用激励和接收Lamb波的换能器是基于一致性原理的楔形压电陶瓷换能器（图2.3）激励换能器经过藕合介质产生波长为入的平面波，则在板中欲激发波的波长为2.3 兰姆波的特性2.3.1 兰姆波的数学模型建立在无限大薄板中，板厚为2b，b与超声波波长的数量级相接近。
假设板的上、下两界面是自由的。
在板中传播的兰姆波的频率方程如下：对称模式：反对称模式：式中：k0为沿板水平方向的波数，w为角频率，b为1/2板厚，Cl为纵波速度， Cs为横波速度。
式（2-1）、（2-2）就是著名的瑞利-兰姆（Rayleigh-Lamb）频率方程。
此方程确定了板中兰姆波传播速度与特定频厚积（fd）的关系。
兰姆波在板状结构中传播时，其质点发生复杂的振动，其传播特性取决于材料的参数、板厚和振动频率。
电磁超声及其在无损检测中的应用
电磁超声及其在无损检测中的应用摘要：电磁超声（EMAT）是无损检测领域的一种新兴技术。
电磁超声测量精度高、无需接触、不需要耦合剂的特点，使其特别适合于高温和移动的无损检测。
同时电磁超声容易激发各种超声波型。
所有这些优点，越来越受到人们的关注。
关键词：电磁超声；非接触；高温检测；电磁测厚目前无损检测的重要性已经得到各行业的广泛认识，检测方法越来越多。
电磁超声无损检测技术便是其中的一种。
和传统采用压电换能器的传统超声波检查比较，由于电磁超声是在金属材料的表面激发，因此具有无需耦合剂、可非接触式、可应用于低温或高热环境、有利于自动化、易于激发各种超声检测波形等优点，并且具备传统超声波的特点，在国内外的无损检测中已经普遍的获得认可和广泛应用，发挥着越来越重要的作用。
1 电磁超声的工作原理[1]当置于工件表面的高频线圈通以高频电流时，根据电磁感应原理，高频线圈附近区域会产生一交变磁场，磁场在工件表面会感应出电流，即涡流I。
涡流在外界强磁场B作用下将产生机械力F。
工件表面质点受力产生机械振动，同时振动以波的形式传播出去，这就是电磁超声波的激发过程。
接收过程是激发过程的逆过程。
工件表面的机械振动在外界强磁场作用下，在线圈中产生感应电压，仪器通过接收处理电压的变化情况反映对工件的探测结果。
这种激发和接收的超声波的方法称为电磁超声。
图一电磁超声换能器结构2电磁超声换能器基本结构和效应电磁超声换能器主要由高频线圈、外加磁场、工件三部分组成[2]，如图一所示。
（1）用于提供外加强偏置磁场的磁铁。
（2）用于激发高频磁场的金属线圈。
（3）被测金属工件。
由于EMAT检测的工件材质的差别，产生的效应也有所不同。
电磁超声包含三种效应：洛伦兹力效应、磁致伸缩力效应、磁性力效应。
在非铁磁性材料中，例如铝合金、铜材料、钕材料中，洛伦兹力为主要效应。
通电线圈在工件集肤层感应出的涡流在外界静磁场作用下产生机械力，这种力就是洛伦兹力。
基于此力激发和接收电磁超声波的现象为洛伦兹力效应。
2021电磁超声检测技术的利弊及应用展望范文1
2021电磁超声检测技术的利弊及应用展望范文 摘要： 电磁超声检测技术是近年蓬勃兴起的先进无损检测方法,该项技术具有不需要使用耦合剂、检测效率高、可实现在线监测等显着优势,同时通过采用不同构型的电磁超声换能器,可实现多种超声波型的激发和接收,极大丰富了电磁超声检测技术的应用场景。
同时,作为新兴的先进检测技术,电磁超声检测技术还存在诸如换能器换能效率不高、对粗晶材料检测效果不佳等问题需要进一步研究和发展。
关键词： 电磁超声;EMAT; 应用; Abstract： electromagneticultrasonic testing technology is an advanced non-destructive testing method which is booming in recent years.This technology has the advantages of no coupling agent,high detectionefficiency and online monitoring.At the same time,through the use of electromagnetic ultrasonic transducer with different configurations,it can realize multiple ultrasonic excitation and reception,which greatly enriches the application scenarios of electromagnetic ultrasonic testing technology.At the same time,as a new advanced detectiontechnology,electromagnetic ultrasonic testing technology still has some problems,such as low energy conversion efficiency of transducer and poor detection effect on coarse-grained materials,which needs further research and development. Keyword： electromagneticultrasound; EMAT; application; 1、电磁超声检测技术原理 电磁超声检测技术是通过电磁超声换能器(Electromagnetic Acoustic Transducer,EMAT)激发和接收超声波的先进无损检测方法,EMAT是实现电磁超声检测的关键部分。
医疗设备中的电磁技术应用
医疗设备中的电磁技术应用电磁技术是一种在医疗设备中广泛应用的关键技术。
通过利用电磁场和电磁波，医疗设备能够实现多种功能，包括诊断、治疗和监测等。
本文将探讨医疗设备中的电磁技术应用，并分析其在医疗领域中的重要性和潜力。
一、电磁成像技术电磁成像技术是医疗设备中应用最为广泛的电磁技术之一。
其中包括X射线成像、核磁共振成像（MRI）和超声成像等。
这些成像技术通过电磁波与人体组织的相互作用，产生影像，以实现疾病的诊断。
其中，X射线成像利用X射线的穿透性质，成像器械通过对X射线的投射和探测，得到被检查者的内部信息。
核磁共振成像则利用核磁共振现象获取影像，它通过对被检体通入外加磁场产生共振现象，再对共振信号进行处理得到影像。
超声成像是采用超声波探头，通过对人体进行多方位扫描，获取人体内部的波形图像。
这些电磁成像技术在诊断疾病方面发挥了重要作用，为医生提供了全面、准确的信息。
二、电磁治疗技术除了诊断外，电磁技术还在医疗设备中被广泛应用于治疗。
其中，电磁热疗是一种常见且有效的治疗方法。
该方法通过对人体组织施加高频电磁场，加热目标组织，从而达到杀灭癌细胞、改善血液循环和促进组织愈合的效果。
此外，电磁脉冲疗法在癌症治疗中也显示出了潜力。
这种治疗方法是通过产生具有高能量和短脉冲宽度的电磁场，瞬间传递给癌细胞，使其发生电磁脉冲效应，起到治疗的作用。
电磁治疗技术不仅具有非侵入性、无副作用的优势，而且可以精确控制治疗时间和剂量，提高治疗效果。
三、电磁监测技术医疗设备中的另一项重要应用是电磁监测技术。
这种技术通过感应、检测和分析电磁信号，来监测病人的生命体征。
例如，心电图机利用电极与病人的身体接触，记录病人的心电信号，从而帮助医生了解病人的心脏状况。
同样地，脑电图机通过记录脑电波信号来评估病人的神经系统功能。
此外，电磁监测技术还包括呼吸监测、血氧监测和体温监测等。
这些监测设备的广泛应用为医护人员提供了实时、准确的患者生理指标，有助于提早发现异常状况并及时采取措施。
电磁超声原理
电磁超声原理
电磁超声是一种非接触式的无损检测技术，它利用电磁感应原理和超声波传播原理，对材料内部的缺陷进行检测。
电磁超声技术具有高灵敏度、高分辨率、高可靠性等优点，被广泛应用于航空、航天、汽车、电力、石油等领域。
电磁超声技术的原理是利用电磁感应原理和超声波传播原理相结合。
当电磁波通过材料时，会在材料内部产生感应电流，这些感应电流会产生磁场，进而影响超声波的传播。
当超声波通过材料时，会受到材料内部缺陷的反射和散射，这些反射和散射会影响电磁波的传播。
通过对电磁波和超声波的相互作用进行分析，可以确定材料内部的缺陷位置、形状、大小等信息。
电磁超声技术可以分为电磁超声检测和电磁超声成像两种形式。
电磁超声检测是利用电磁超声技术对材料内部的缺陷进行检测，可以检测出裂纹、夹杂、气孔等缺陷。
电磁超声成像是利用电磁超声技术对材料内部的缺陷进行成像，可以得到缺陷的三维形态和位置信息。
电磁超声技术的应用范围非常广泛。
在航空、航天领域，电磁超声技术可以用于检测飞机发动机叶片、涡轮叶片等关键部件的缺陷，确保飞机的安全飞行。
在汽车领域，电磁超声技术可以用于检测汽车发动机、变速器等关键部件的缺陷，确保汽车的安全行驶。
在电力领域，电磁超声技术可以用于检测电力设备的缺陷，确保电力设备的正常运行。
在石油领域，电磁超声技术可以用于检测油井套管、油管等关键
部件的缺陷，确保石油生产的安全和高效。
总之，电磁超声技术是一种非常重要的无损检测技术，具有广泛的应用前景。
随着科技的不断发展，电磁超声技术将会得到更加广泛的应用和发展。
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电磁超声波快速检测技术及应用
【摘要】本文主要对电磁超声波检测技术特点、电磁超声技术原理、电磁超声技术原理、电磁超声波探伤装置和可使用的波型进行了论述。
【关键词】电磁超声波；检测技术；特点；原理
1、前言
常规的压电式超声波无损检测技术已经广泛应用于各个领域。
由于它是一种接触性检测技术，要求受检工件表面具有较高的光洁度（一般要求粗糙度
Ra12.5―Ra6.3μm之间）。
探头和工件之间要加耦合器剂，并对探头施加一定的压力。
以上特点造成检测成本高、工作量大、劳动强度高、时间长，难于实现大围、普查性质的检查，只能是一种点或区域性质的抽查方法。
因此发展一种克服常规超声检测技术不足之处的检测技术具有实际意义。
电磁超声检测技术，是一种依靠电磁感应和电磁致伸缩原理在工件中产生和接收超声波的方法，因此电磁超声探头不需要接触工件，也可在工件中产生超声波。
电磁超声检测技术是一种非接触性检测技术，它不要求对工件表面进行处理。
是一种快速、方便、有效的检测技术，可容易
的实现大围、普查性质的检查，检测成本低、劳动强度小。
电磁超声检测技术早已被人们研究掌握，由于当时的科学技术发展水平限制了它的发展和应用。
80年代以来，随着科学技术的不断发展，电磁超声检测水平得到了极大的发展和提高，可以实际应用于许多种类工件的缺陷检测。
近几年，电磁超声检测技术已成功应用于火力发电厂水冷壁管的壁厚测量和缺陷检测，以及电站高、低压加热器钢管和凝汽器管的缺陷检测，电磁超声检测技术的优势，将使其愈来愈多的应用于热力设备的检测当中。
2、电磁超声技术原理
在铁磁性金属材料当中，电磁超声波的激发机制有三种：一是罗仑兹力；二是磁致伸缩力；三是电磁力。
第三种电磁力机制产生超声波的作用可以不考虑。
3、电磁超声波探伤装置和可使用的波型
电磁超声波探伤装置主要由电磁超声换能器和探伤仪两部分组成。
探伤仪主要由高频脉冲源?D?D用于对探头的发射/接收线圈激磁；直流电源?D?D用于对探头的直流线圈激磁；显示器?D?D显示放大器传送来的工件中回波情况的信号；同步电路?D?D产生周期性的同步信号，使仪器各部分协调有序的工作。
电磁超声探伤仪的工作原理和组成结构与常规超
声波探伤仪基本相似。
两者不同之处是前者有一个直流激磁电源，各部分的电路参数不大一样。
电磁超声探伤仪的高频脉冲电源的发射脉冲幅度在1500V以上，电流在几十到几百安培。
电磁超声换能器主要由直流电磁铁（或永久磁铁）、发射/接收线圈、工件三部分组成，与常规压电式换能器不同的是，工件也是换能器的一个组分。
电磁超声换能器的转换效率很低，要获得很强的超声波，就要求有更高电压的发射脉冲，发射脉冲电压一般在几千伏至几十千伏之间。
电磁超声换能器线圈和工件间的提离距离将影响到检测灵敏度（工件中产生的超声波的强度）的变化，随提离距离的增大，检测灵敏度将很快降低。
提离距离1mm还是可以满足检测要求的。
若要增加提离距离，就要增加发射脉冲的电压。
电磁超声技术可以很方便的激发和接收各种超声波型，特别是SH横波。
4、电磁超声波检测技术特点
4.1电磁超声检测技术，是依靠电磁感应和磁致伸缩原理在工件中产生和接收超声波，这个过程不需要与工件接触即可完成。
因此探伤过程中不需要与工件接触和施加耦合剂；
4.2依靠电磁铁（或永久磁铁）的不同结构形状，
以及发射/接收线圈的不同缠绕方式，按不同的方式组合两者，就可以产生不同形式的超声波；
4.3可对高温物体和表面有锈垢及油漆层的物体直接进行检测，因而可降低检测成本，实现快速、方便、有效的检测；
4.4不需要接触工件即可实施检测?D?D即非接触检测法，这样不存在压电式探头由于压力的变化而灵敏度不稳的问题。
但电磁超声换能器提离距离的变化也将产生灵敏度不稳定的问题，提离距离增大将使检测灵敏度降低；4.5电磁超声波不能用于对非金属材料进行检测，因为非金属材料是非导体，不能产生涡流及磁致伸缩现象。
5、电磁超声波检测技术应用
目前，电磁超声波检测技术已发展成熟，已成功应用于常温钢材探伤、焊缝探伤、高温板材和管材测厚及腐蚀检测。
近年来，随着电磁超声检测技术的发展和完善，已在电站热力设备的检测中得到成功的应用。
电站热力设备在高温环境下工作，其大部分部件表面在运行过程中都会生成较厚的氧化腐蚀产物层，应用常规超声技术测厚和探伤，必须对部件表面氧化层进行清理，而电磁超声检测技术是无需在实施检测时对此类部件表面氧化层进行清理，可直接进行大围、
普查性质的测厚和探伤，这就是该技术的优势所在。
同时，部件外表的氧化层是铁磁性材料，它具有较强的磁致伸缩效应，它可以使检测灵敏度提高20dB左右，信噪比也得到了极大提高，这种情况下提离距离可以增大，即相当于提高了发射脉冲的电压。
大围、普查性质的检查已成功应用于电站锅炉水冷壁管壁厚的快速大围的扫描测量，以及水冷壁管的腐蚀坑、腐蚀性沟槽、氢损伤、腐蚀疲劳裂纹的快速大围、普查性的检测。
壁厚的测量下限可达2.54mm，测量误差为±0.127mm。
检测水冷壁管的电磁超声探头可以沿管壁自动爬行或手动爬行，爬行距离和测量数据可以自动记录，并对数据进行实时分析或离线分析。
另外，电磁声波技术易于产生SH型横波（水平偏振横波），SH波是一种板波，它也被称作导波，可用来检测锅炉“四管”中的各种缺陷。
SH型导波可沿锅炉管轴向、周向、螺旋式三种方式传播，以检测管中各种取向的缺陷，检测过程中无需移动探头，SH型导波可沿管子轴向有效检测30多米远。
SH型导波同样可用来检测高低压加热器钢管和冷凝器管中的腐蚀坑、壁厚减薄、穿孔、环向开裂和断开等缺陷。
只需将探头放置在管口，就可产生沿全部圆柱面轴向传播的SH导波，不需移动探头就可实现整个管径和全长度的检测。
U型
管的弯管部位也不影响SH导波的传播，在U型管的一端管口放置探头，不需移动探头就可实现管径全长度的检测。
SH型导波可沿管子轴向有效检测距离达20米以上。
随着科学技术的不断发展，电磁超声技术必将得到极大的发展和完善，它在电站热力设备中的优势，必将得到愈来愈广泛的应用。