http://bhxb.buaa.edu.cnjbuaa@buaa.edu.cnDOI:10.13700/j.bh.1001-5965.2021.0229脉冲压缩在钢板腐蚀电磁超声SH导波检测中的应用石文泽1，2，黄祺凯1，卢超1，3，*，邱发生1，陈尧1，陈果1(1.南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室，南昌330063；2.中科院声学研究所声场声信息国家重点实验室，北京100190；3.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)摘要：将Barker码脉冲压缩技术应用于水平剪切(SH)导波电磁超声换能器(EMAT)，对提高在役钢板腐蚀检测回波的信噪比(SNR)和空间分辨率，以及实现大范围在线快速扫查具有重要的工程应用价值。建立基于Barker码信号激励的钢板SH导波传播有限元模型，结合实验分析与数值计算，分析了Barker码序列长度、码元长度、EMAT设计参数、提离等因素对脉冲压缩后缺陷回波的信噪比和波包宽度的影响，并与传统单一频率脉冲串激励方式进行对比实验。结果表明：与单一频率脉冲串激励方式相比，采用Barker码脉冲压缩技术，可以将缺陷波的SNR提高5.8dB；当EMAT提离为3.0mm时，经过脉冲压缩后的缺陷回波SNR>8.7dB，而采用单一频率脉冲串激励方式对应的SNR接近于0dB；当Barker码信号序列长度为13位、码元长度为15µs时，能检测深度为1mm、直径为20mm的圆孔，且SNR>25.4dB。关键词：钢板；水平剪切导波；电磁超声换能器；Barker码；脉冲压缩中图分类号：TH878；TB552文献标志码：A文章编号：1005-5965（2023）02-0324-11金属板材广泛应用于建筑、船舶、核电、化工等领域，腐蚀缺陷是金属板材服役过程中最常见的失效形式，严重影响其服役的安全性和可靠性[1]。金属薄板广泛适用于高压燃料贮存罐、高温高压锅炉等大型耐压壳体，其外径和高度通常可达到几十米甚至几百米，这类薄板必须保持高度气密性，而严重腐蚀造成的壁厚减薄将导致其气密性下降，因此有必要对在役金属薄板进行大范围快速在线无损检测，预防液气泄露甚至燃烧爆炸等严重意外事故的发生[2]。腐蚀多为具有减薄特征的任意形状缺陷，通常采用人工预制圆孔和球孔来模拟腐蚀坑[3-5]，以此作为模拟缺陷当量大小的对比依据。传统的超声体波或超声时差衍射法由于只能实现点对点检测，虽然缺陷检测灵敏度较高，但很难适合在役金属薄板的大范围在线快速检测[6]。常规压电超声要求换能器与试样之间充分接触以产生足够能量的超声导波，而在役钢板恶劣的表面状况将严重影响压电超声的耦合效果和缺陷检测能力[7]。激光超声虽然拥有非接触检测的特点...
