仪器仪表学报

作者：孟凌霄，石文泽，卢 超，黄 良，凌 建

单位：孟凌霄,1. 南昌航空大学无损检测教育部重点实验室,,石文泽,1. 南昌航空大学无损检测教育部重点实验室,,卢 超,1. 南昌航空大学无损检测教育部重点实验室,,黄 良,2. 中国特种设备检测研究院国家市场监管重点实验室(氢能储运装备安全),,凌 建,3. 中材科技(成都)有限公司,

关键词：纤维缠绕气瓶;EMAT;SH波;脉冲压缩;优化设计

基金：国家市场监督管理总局科技计划项目(2021MK168)、中国特检院内部项目(2021 青年 10)、江西省重点研发计划(20212BBE51006,20223BBE51034)项目资助

针对电磁超声换能器(EMAT)在纤维缠绕储氢气瓶在线监测中回波信噪比低、洛伦兹力机制失效等问题,提出了基于编码压缩的贴附式电磁超声水平剪切(SH)导波检测方法,通过有限元建模分析了Barker编码序列位数和码元载波周期、chirp信号脉宽和带宽、组合Barker码的组合方式对脉冲压缩信号的信噪比和分辨率的影响,并进行了实验验证,最后开展了纤维缠绕储氢气瓶中长20mm、宽0.5mm、深2mm裂纹检测实验。结果表明,采用金属贴膜方式能有效解决EMAT在非金属材料中难以检测的难题;增加Barker码的序列位数和载波周期、增大chirp脉宽以及减小chirp带宽、增加组合Barker码的序列长度均可以提高脉压信号信噪比;经优化设计后,相较于传统Tone-burst激励方式,脉冲压缩技术可以将缺陷波信噪比至少提高20.4dB,在不同编码算法中,chirp信号激励下的信噪比最高,达到了23.9dB,采用3×13位组合Barker码时,脉压信号的主瓣宽度为28.8μs,分辨率最高,但信噪比较低。

来源：2023年第8期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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