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原文传递一种单向应力的电磁超声检测方法

专利名称：	一种单向应力的电磁超声检测方法
摘要：	本发明一种单向应力的电磁超声检测方法属于检测技术领域，特别涉及一种单向应力的电磁超声检测系统与检测方法。该方法首先组装电磁超声检测系统，再分别采集电磁超声横波探头与电磁超声纵波探头对单向应力检测的信号波形，并通过横纵波联合检测理论公式计算单向应力大小。检测系统结构紧凑、装置简单、便携及分辨率高。检测方法中采用电磁超声横波探头与纵波探头分别激发超声横波与超声纵波对单向应力进行联合检测，还可以屏蔽外界电磁干扰，信噪比较高。克服了传统单一波形未考虑螺栓变形对应力检测的影响，实现电磁超声横纵波探头联合检测单向应力，能够消除轴拉伸变形对检测的影响，检测精度高。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	辽宁;21
申请人：	大连理工大学
发明人：	刘海波;张祥;刘天然;李亚鹏;刘彦坤;刘阔;李特;王永青;郭东明
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-01T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-28T00:00:00+0800
申请号：	CN201910254866.8
公开号：	CN109946379A
代理机构：	大连理工大学专利中心
代理人：	关慧贞
分类号：	G01N29/04(2006.01);G;G01;G01N;G01N29
申请人地址：	116024 辽宁省大连市甘井子区凌工路2号
主权项：	1.一种单向应力的电磁超声检测方法，其特征是：该方法首先组装电磁超声检测系统，再分别采集电磁超声横波探头与电磁超声纵波探头对单向应力检测的信号波形，并通过横纵波联合检测理论公式计算单向应力大小，方法的具体步骤如下：第一步组装电磁超声检测系统电磁超声检测系统由电磁超声横波探头(Ⅰ)、电磁超声纵波探头(Ⅱ)、单向应力拉伸平台(Ⅲ)、计算机系统(Ⅳ)、示波器(Ⅴ)、超声调控系统(Ⅵ)、阻抗匹配网络(Ⅶ)、静态应变测试装置(Ⅷ)组成；先组装电磁超声横波探头(Ⅰ)，将永磁铁(3)吸附在衔铁(2)上形成闭合磁路，并用垫片(7)隔开，其衔铁(2)与壳体(1)四周带有螺纹孔(6)，将衔铁(2)通过螺纹孔(6)中的螺钉固定在壳体(1)内；接着，将平面线圈(5)胶接在壳体(1)底部的凹槽中，并焊接具有屏蔽功能的BNC线至平面线圈(5)上，通过导线孔(4)穿出，位于磁铁(2)的下方；最后，对平面线圈(5)底部焊点处通过绝缘胶带进行绝缘处理，并采用单层PCB板封装，完成电磁超声横波探头(Ⅰ)的组装；再组装电磁超声纵波探头(Ⅱ)，将永磁铁(3)吸附在衔铁(2)上形成闭合磁路，用支撑架(8)隔开，其余部分的安装与电磁超声横波探头(Ⅰ)相同，完成电磁超声横波探头(Ⅱ)的组装；然后组装单向应力拉伸平台(Ⅲ)，将构件(12)、垫片(10)、螺母(9)依次安装到螺栓(13)上，并在构件(12)上的贴应变区粘贴应变片(11)，完成单向应力拉伸平台(Ⅲ)的组装；最后，组装电磁超声检测系统，将电磁超声横波探头(Ⅰ)和电磁超声纵波探头(Ⅱ)中的平面线圈(5)通过焊接BNC线分别连接至阻抗匹配网络(Ⅶ)；再将应变片(11)与静态应变采集装置(Ⅷ)连接，静态应变采集装置(Ⅷ)与计算机系统(Ⅳ)连接，依次连接示波器(Ⅴ)、超声调控系统(Ⅵ)、阻抗匹配网络(Ⅶ)，完成整个电磁超声检测系统的组装；第二步采集电磁超声波信号，计算材料声弹性系数；采集工件材料的横纵波声弹性系数波形，每隔一定的应变值预紧单向应力拉伸平台(Ⅲ)；先将电磁超声横波探头(Ⅰ)放置在单向应力拉伸平台(Ⅲ)上，利用静态应变测试装置(Ⅷ)采集应变数据；同时采集示波器(Ⅴ)中的横波波形数据，采集完成后，取下电磁超声横波探头(Ⅰ)；按照同样的方式，将电磁超声纵波探头(Ⅱ)放置在单向应力拉伸平台(Ⅲ)上，采集电磁超声纵波探头(Ⅱ)在相应应变下的波形数据；对计算机系统(Ⅳ)采集的波形进行互相关处理，计算出声时差dt，然后根据静态应变采集装置(Ⅷ)中的数据计算出应力差dσ，并对两者进行最小二乘法进行拟合，将测量的零应力传播声时t0代入公式(1)，计算材料声弹性系数K：第三步横纵波联合波形数据采集接着分别放置电磁超声横波探头(Ⅰ)与电磁超声纵波探头(Ⅱ)于单向应力拉伸平台(Ⅲ)上；每隔一定的应变值进行拧紧螺母(9)实现单向应力功能；通过读取静态应变测试装置(Ⅷ)中的应变值，由计算机系统(Ⅳ)分别采集在相同应变下的电磁超声横波与纵波波形数据；第四步单向应力σ的计算将电磁超声横波探头(Ⅰ)测得的波形数据进行互相关处理，计算出电磁超声横波声时tS，同理对电磁超声纵波探头(Ⅱ)测得的波形数据进行互相关处理，计算出电磁超声纵波声时tL，并将零应力状态下的超声横波声时tS0与纵波声时tL0代入横纵波联合理论公式(2)进行应力σ的计算，即：式中，kL、kS分别为电磁超声纵波与横波声弹性系数。
所属类别：	发明专利