机械工程学报

作者：程进杰, 石文泽, 卢超, 魏运飞, 陈尧, 陈果

单位：1. 南昌航空大学无损检测教育部重点实验室 南昌 330063;2. 赣南师范大学江西省数值模拟与仿真技术重点实验室 赣州 341000;3. 首钢京唐钢铁联合有限责任公司 唐山 063200

关键词：高温连铸坯,EMAT,脉冲压缩,信噪比,空间分辨率；

基金：国家自然科学基金(52065049,51705231,12064001); 江西省自然科学基金重点(20192ACBL20052); 江西省科技厅科技计划(20204BCJL22039,20192BCD40028)资助项目

在高温连铸过程中,采用非接触无损检测技术实现高温连铸坯壳厚度和液芯末端位置的实时测量与监测,对提高连铸质量等级和连铸速度,避免生产线中断具有重要的意义。针对电磁超声换能器(Electromagnetic acoustic transducer,EMAT)在高温连铸件的检测回波信噪比差这一难题,建立了基于chirp信号、13位巴克编码序列激励的跑道线圈EMAT检测过程有限元模型,比较了两种调制信号经脉冲压缩和旁瓣抑制后脉压信号的信噪比(Signal-to-noise ratio,SNR)和空间分辨率。以表面粗糙、晶粒粗大的190 mm厚连铸坯为研究对象,分析了反射和透射模式下不同调制信号脉冲压缩技术所获得的检测回波信噪比和空间分辨率。开发了水循环式高温EMAT探头,以600~750℃高温连铸坯为检测对象,比较了chirp和巴克码脉冲压缩技术实施后的检测回波信噪比和主瓣宽度。结果表明:常温下,选用的激励信号时宽越大,脉压信号信噪比越高,且采用一发一收透射式测厚能获得较高的信噪比和较小的主瓣宽度;高温时,采用脉冲压缩方法检测高声衰减连铸坯时,相位编码脉压信号获得较高的回波信噪比,线性调频脉压信号具有较高的空间分辨率。在750℃高温下,与单频正弦信号激励相比,采用脉冲压缩技术后得到的脉压信号,SNR至少提高7.0 dB。

来源：2023年第8期

《机械工程学报》期刊编辑部

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