Page 31 - 2024中国无损检测年度报告
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题，宽带信号被引入到表面波 EMAT 的设计中， IEEE Sensors Journal, 2024, 24(4):5073-
5085.
并与脉冲压缩技术相结合，以获得宽带、高振幅、
窄脉宽的表面波信号。研究提出了一种新的宽带 2.13 基于微磁的电镀镍层拉应力定量检测方法
脉冲压缩表面波 EMAT（WPCSW-EMAT）（见
提出了一种差分式多功能微磁传感器，实现
图 18），通过将线性调频（LFM）信号与变间距 了铜基底上厚度范围为 2.8 ～ 35.6μm 的电镀镍
回折线圈组合，其中相邻导线之间的距离与 LFM
涂层弹性阶段拉伸应力的定量表征。差分式传感
信号的半波长变化相匹配。有限元仿真结果表明，
器可以同步测量包括高频涡流、切向磁场强度和
与传统 EMAT 相比，WPCSW-EMAT 可以获得
增量磁导率蝶形曲线在内的多种信号，并获得八
宽频、高振幅、窄脉宽的脉冲压缩表面波信号。
个典型磁参量。可选择其中蝶形曲线峰值高度、
并对铝板样品进行了 EMAT 的性能验证试验和缺 蝶形曲线交叉点处的振幅、高频涡流差频分量和
陷检测试验，试验结果表明，由 WPCSW-EMAT
高频涡流和频分量这 4 个磁参数来定量表征拉伸
激发的表面波信号更适用于金属材料的无损检测。
应力。试验结果表明，这 4 个磁参量与拉伸应力
图 19 为 EMAT 入射表面波信号对比，图 20 为
密切有关，并呈现出抛物线趋势，抛物线方程的
EMAT 入射表面波信号参量对比。
参数与镍涂层厚度相关。最后，基于厚度和拉伸
应力因素的组合，利用所选的 4 个磁参量推导出
了多项式曲面拟合方程，拟合优度高于 0.9。理
论结果与预测应力的进一步对比证实，所提出的
多功能微磁传感器能够实现对不同厚度的镍镀层
拉伸应力的定量检测。图 21 所示为基于微磁的
镍镀层应力检测系统，其中，图 21(a) 为系统框
图 18 宽频脉冲压缩表面波 EMAT
架原理示意，(b) 为系统实物。图 22 为不同厚度
镍镀层的应力检测结果。
图 19 EMAT 入射表面波信号对比
图 21 基于微磁的镍镀层应力检测系统
图 20 EMAT 入射表面波信号参量对比 图 22 不同厚度镍镀层的应力检测结果
发表论文：Liu Zenghua, Guo Yanhong, 发表论文：Wang Nan, Li Peng, Li Tuyan,
Zhao Xin, et al. Development of wideband et al. Quantitative characterization of tensile
pulse compression surface wave EMAT[J]. stress in electroplated nickel coatings with a
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