耐高温型凝固坯壳厚度电磁超声扫频检测方法及装置

摘要

本发明公开了一种耐高温型凝固坯壳厚度电磁超声扫频检测方法及装置，在连铸坯内外弧侧对应设有电磁超声发生器和电磁超声接收器。电磁超声发生器的激励线圈在高功率猝发射频信号的作用下在连铸坯集肤层表面感应出电涡流，电涡流在直流偏置磁场作用下，进而产生交变的洛伦兹力和超声波，超声波穿出连铸坯并被电磁超声接收器接收。通过扫频电路配合不同截止频率的滤波器，以检测透射波不同扫描频率的幅值和相位；通过两种不同扫描频率的相位，可得电磁超声波在连铸坯内的渡越时间，进而可求解得到凝固坯壳厚度。本发明能有效克服连铸生产现场的表面高温辐射、水雾环境等恶劣环境的影响，并适合测量铸坯不同表面温度、不同浇筑钢种的要求。

主权项

耐高温型凝固坯壳厚度电磁超声扫频检测方法，其特征在于：在连铸坯内弧侧底部设置电磁超声发生器，相对的连铸坯外弧侧上表面设置电磁超声接收器；电磁超声发生器由电磁场产生器和激励线圈构成，激励线圈在高功率猝发射频信号的作用下在连铸坯集肤层表面感应出电涡流，电涡流在电磁场产生器产生的直流偏置磁场作用下，在连铸坯集肤层表面产生交变的洛伦兹力，当激励频率达到20KHz以上时，在交变洛伦兹力的作用下，连铸坯晶格发生弹性机械振动进而产生超声波；超声波在连铸坯内部传播，依次穿过连铸坯的固相区、液固两相区、液相区、液固两相区、固相区后穿出连铸坯形成透射波，透射波被设于连铸坯上表面的电磁超声接收器接收；通过扫频电路配合不同截止频率的滤波器，以检测透射波不同扫描频率的幅值和相位；通过两种不同扫描频率的相位，按下式可以得到电磁超声波在连铸坯内的渡越时间τ；其中，Δφ_r为连续扫频相位的改变值，ΔF_r为两次扫频的频率差；将得到的渡越时间τ代入下式，即可求解得到连铸坯凝固坯壳厚度d；$d=\frac{(\tau -\frac{D}{{\bar{V}}_l})}{2(\frac{1}{{\bar{V}}_s}-\frac{1}{{\bar{V}}_l})}$式中，为电磁超声波在固相中平均传播速度；为电磁超声波在液相中平均传播速度；D为连铸坯厚度。