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环形阵列式超声波换能器的研究

作　者: 张北
导　师: 滕永平
学　校: 北京交通大学
专　业: 光学
关键词: 超声波水浸探头环形阵列无缝钢管小口径
分类号: TB552
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

近年来,为了满足社会生产和发展的需要,石油与化学工业、锅炉制造业等领域越来越广泛地使用各种无缝钢管。用于制造无缝钢管的材料中不可避免的存在夹渣及材质疏松,使成型后的钢管表面与内部出现裂纹或折叠等缺陷,形成安全隐患。因此,对无缝钢管进行无损检测已成为其生产过程中必不可少的环节。超声波检测技术是应用于无缝钢管无损探伤的主要方法之一。无缝钢管的超声波检测已有比较成熟的技术,但小径薄壁管材的超声波检测技术在换能器环节仍有很多不足之处。为此,本课题研制了环形阵列式超声波换能器,它对提高无缝管材的自动化探伤效率具有显著效果。论文分三部分讨论了基于环形阵列式超声波换能器的无缝管材检测方法。第一部分首先阐述超声波管材探伤的一般方法,继而分析找出其中一部分有待于改良的方面,逐步提出解决问题的特殊方法。第二部分选定R50 5P斜入射柱面声透镜聚焦探头来组成换能器阵。首先分析了无缝管材水浸法探伤中,声透镜探头的工艺参数确定原则;然后从理论及实验两方面讨论了R50探头的声场特性,明确了其功效。第三部分首先使用R50探头对刻有人工标准伤的试块进行检测,并分析检测数据,然后根据实验结果,归纳环形阵列式超声波换能器的具体组成方式,最后简单介绍应用了该换能器阵的探伤系统。

全文目录

致谢  5-6
中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-9
1 引言  9-15
  1.1 超声波检测技术概述  9
  1.2 超声波检测常用方法及其原理  9-12
  1.3 旋转式管材超声波探伤方法  12-15
2 斜入射柱面声透镜线聚焦探头  15-28
  2.1 各种类型的探头和用途  15-16
  2.2 超声波的发射和接收  16-17
  2.3 声透镜聚焦探头概述  17-20
  2.4 小径薄壁无缝管材探伤换能器参数  20-24
  2.5 R50 5P斜入射柱面声透镜聚焦探头  24-28
3 多通道环形超声波换能器阵  28-41
  3.1 单个探头覆盖角度  28-34
  3.2 探头排列方式  34-35
  3.3 探伤系统的硬件部分  35-38
  3.4 探伤系统的设计及软件控制流程  38-41
4 总结与展望  41-42
参考文献  42-43
作者简历  43-45
学位论文数据集  45

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