【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无损检测，尤其涉及一种基于电磁超声表面波的六面顶压机顶锤裂纹检测方法。
技术介绍
1、目前对于顶锤表面裂纹检测多采用人工检测的方式，而人工检测过程比较繁琐且准确性较低，电磁超声检测技术作为一种新近发展起来的无损检测技术，对于铁磁性材料主要基于洛伦磁力机制和磁致伸缩机制实现超声波的激发，采用电磁超声检测技术能在没有耦合剂和无接触的情况下完成对试件的检测，当不同形状的磁铁和不同绕制方式的线圈相结合就能激发特定的波形，如表面波和兰姆波等，因此，如何通过电磁超声表面波来实现对顶锤表面裂纹的检测是目前需要考虑的问题。
2、需要说明的是，在上述
技术介绍
部分公开的信息只用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供了一种基于电磁超声表面波的六面顶压机顶锤裂纹检测方法，解决了现有检测方法存在的不足。
2、本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：一种基于电磁超声表面波的六面顶压机顶锤裂纹检测方法，所述检测方法包括：
3、s1、根据emat换能原理给回折线圈提供脉冲电流，根据永磁体偏置磁场的作用在电场-磁场-声场多种物理场相互耦合的情况下，在物体表面激发表面波；
4、s2、依次让四个电磁超声换能器中的其中一个换能器作为激发，剩余三个换能器作为接收，获取电磁超声换能器在六面顶压机顶锤上接收到的不同通道内的无损和有损超声表面波信号，将接收
5、所述s1步骤具体包括：根据emat换能原理，对回折线圈提供脉冲电流，永磁体提供垂直偏置磁场，在对线圈中通以大功率高频激励电流时，根据拉法第电磁感应定律，电流周围产生交变磁场使得接近线圈的工件上表层或者近表层生出频率相同但是方向相反的涡旋，涡旋在偏置磁场的作用下，顶锤表面的质点在洛伦兹力的作用下进行高频振动，从而在顶锤表面激发并传播表面波。
6、所述s2步骤具体包括以下内容：
7、s21、四个电磁超声换能器均作为激发和接收，当其中一个工作段斜面的换能器作为激发通以大功率的高频激励电流，激发出表面波在顶锤表面传播，入射表面波遇到表面缺陷后发送散射和投射，最终到达接收的电磁超声换能器的表面波波形包含经过缺陷的直达波与缺陷的散射波；
8、s22、依次让四个电磁超声换能器中的一个换能器作为激发，另外三个换能器作为接收进行信号采集，在无损伤的顶锤表面激发表面波，采集无损顶锤表面的波形信息，然后在待测的顶锤表面以相同的通道设置激发和接收超声换能器，采集对应通道的波形信息，通过计算对应通道上无缺陷顶锤接收到的信号和待测顶锤中接收到的信号差异程度，来判断顶锤上的损伤程度。
9、所述s22步骤中通过损失指数计算公式计算相同通道上无缺陷顶锤接收到的信号和待测顶锤中接收到的信号差异程度，其中，d为损伤指数，i(t)为无裂纹顶锤中接收到的信号，v(t)为有裂纹顶锤中接收到的信号；损失指数d越接近0说明待测顶锤接收的信号与无缺陷顶锤中接收的信号越相似、差异越小，越接近1说明待测顶锤接收的信号与无裂纹顶锤中接收的信号差异越大，该顶锤存在缺陷的概率越大，通过对损伤指数进行分析从而判断该顶锤是否存在缺陷。
10、所述s22步骤中依次让四个电磁超声换能器中的一个换能器作为激发，另外三个换能器作为接收进行信号采集包括：
11、如图3所示例，图3为本专利技术的检测原理示意图，当a换能器在顶锤表面激发表面波时，无损试件的信号会直接传递到b换能器处进行接收，c、d换能器接收不到检测信号。当顶锤表面出现裂纹时，裂纹的存在会让表面波发生折射和散射，从而使得c、d处接收到夹带缺陷的检测信号，b换能器的接收信号也会受到影响而衰减。
12、让b、c、d换能器作为接收，能分别接收到a作为激发换能器的信号数据ba、ca、da；同理，a、c、d换能器作为接收时，能分别接收到b作为激发换能器的信号数据ab、cb、db；a、b、d换能器作为接收时，能分别接收到c作为激发换能器的信号数据ac、bc、dc；a、b、c换能器作为接收时，能分别接收到d作为激发换能器的信号数据ad、bd、cd；
13、如此反复，每个换能器作为接收时能采集到三种不同通道的信号数据，如果换能器所接收的待测顶锤信号与无损伤顶锤信号是相同通道的，并且采集到的信号差异系数越大且越接近1，说明此换能器安装位置周围存在裂纹的概率越大。假设，a换能器作为接收时，采集到b、c、d三个换能器激励的信号分别为ab、ac、ad，判断各通道内信号的差异系数是否接近于1或0，如果ab通道内信号的差异系数接近1，ac、ad接近于0，则a、b换能器安装工作表面附近极有可能存在缺陷。对每个电磁超声换能器三个通道的差异系数进行处理和分析，可根据数据来对该换能器安装的工作表面周围是否出现裂纹和方位进行初步的评估。
14、所述检测方法还包括执行于s1步骤之前的电磁超声换能器安装步骤，所述电磁超声换能器安装步骤包括：六面顶压机顶锤的工作段由一个工作平面和四个工作斜面组成，将四个电磁超声换能器分别安装在六面顶压机顶锤四个工作斜面处，每个电磁超声换能器由钕铁硼方形永磁铁和回折线圈构成，线圈采用柔性印刷电路板制作，永磁铁装有铝合金外壳进行保护，并用环氧树脂固定和密封。
15、本专利技术具有以下优点：一种基于电磁超声表面波的六面顶压机顶锤裂纹检测方法，能够有效且及时地检测出顶锤表面裂纹，提高检测精确性的同时加快检测效率，且能够在表面裂纹检测领域广泛应用。
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1.一种基于电磁超声表面波的六面顶压机顶锤裂纹检测方法，其特征在于：所述检测方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于电磁超声表面波的六面顶压机顶锤裂纹检测方法，其特征在于：所述S1步骤具体包括：根据EMAT换能原理，对回折线圈提供脉冲电流，永磁体提供垂直偏置磁场，在对线圈中通以大功率高频激励电流时，根据拉法第电磁感应定律，电流周围产生交变磁场使得接近线圈的工件上表层或者近表层生出频率相同但是方向相反的涡旋，涡旋在偏置磁场的作用下，顶锤表面的质点在洛伦兹力的作用下进行高频振动，从而在顶锤表面激发并传播表面波。
3.根据权利要求1所述的一种基于电磁超声表面波的六面顶压机顶锤裂纹检测方法，其特征在于：所述S2步骤具体包括以下内容：
4.根据权利要求3所述的一种基于电磁超声表面波的六面顶压机顶锤裂纹检测方法，其特征在于：所述S22步骤中通过损失指数计算公式计算相同通道上无缺陷顶锤接收到的信号和待测顶锤中接收到的信号差异程度，其中，D为损伤指数，I(t)为无裂纹顶锤中接收到的信号，V(t)为有裂纹顶锤中接收到的信号；损失指数D越接近0说明待测顶锤接收
5.根据权利要求3所述的一种基于电磁超声表面波的六面顶压机顶锤裂纹检测方法，其特征在于：所述S22步骤中依次让四个电磁超声换能器中的一个作为激发，另外三个作为接收进行信号采集包括：
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的一种基于电磁超声表面波的六面顶压机顶锤裂纹检测方法，其特征在于：所述检测方法还包括执行于S1步骤之前的超声换能器安装步骤，所述电磁超声换能器安装步骤包括：六面顶压机顶锤的工作段由一个工作平面和四个工作斜面组成，将四个电磁超声换能器分别安装在六面顶压机顶锤四个工作斜面处，每个电磁超声换能器由钕铁硼方形永磁铁和回折线圈构成，线圈采用柔性印刷电路板制作，永磁铁装有铝合金外壳进行保护，并用环氧树脂固定和密封。
...【技术特征摘要】
1.一种基于电磁超声表面波的六面顶压机顶锤裂纹检测方法，其特征在于：所述检测方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于电磁超声表面波的六面顶压机顶锤裂纹检测方法，其特征在于：所述s1步骤具体包括：根据emat换能原理，对回折线圈提供脉冲电流，永磁体提供垂直偏置磁场，在对线圈中通以大功率高频激励电流时，根据拉法第电磁感应定律，电流周围产生交变磁场使得接近线圈的工件上表层或者近表层生出频率相同但是方向相反的涡旋，涡旋在偏置磁场的作用下，顶锤表面的质点在洛伦兹力的作用下进行高频振动，从而在顶锤表面激发并传播表面波。
3.根据权利要求1所述的一种基于电磁超声表面波的六面顶压机顶锤裂纹检测方法，其特征在于：所述s2步骤具体包括以下内容：
4.根据权利要求3所述的一种基于电磁超声表面波的六面顶压机顶锤裂纹检测方法，其特征在于：所述s22步骤中通过损失指数计算公式计算相同通道上无缺陷顶锤接收到的信号和待测顶锤中接收到的信号差异程度，其中，d为损伤指数，i(t)为无裂纹顶锤中接收到...
【专利技术属性】
技术研发人员：张应红，田建峰，高涛，伍苏龙，赵泽鑫，阙铭，李伟勇，张君，马秸耘，赵长江，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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