GB/T 34885-2017
基本信息
标准号： GB/T 34885-2017
中文名称：无损检测 电磁超声检测 总则
标准类别：国家标准(GB)
标准状态：现行
出版语种：简体中文
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标准分类号
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出版信息
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标准简介
GB/T 34885-2017 无损检测 电磁超声检测 总则
GB/T34885-2017
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标准内容
ICS.19.100
中华人民共和国国家标准
GB/T34885—2017
无损检测
电磁超声检测
Non-destructive testing-Electromagnetic ultrasonic testing-Generalprinciples
2017-11-01发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2018-05-01实施
规范性引用文件
术语和定义
方法概要
检测原理
优点及特点
局限性
影响因素
安全要求
人员要求
通用检测工艺规程
检测设备和器材
检测系统
电磁声探头
电磁超声仪器
操作辅助装置
8.6检测设备的维护和校准
检测程序
检测前的准备
仪器调试
检测系统校准
检测系统复核
在役设备检测
制造过程检测，
检测结果的评价与处理
测厚时直接读取仪器所示厚度值目
GB/T34885—2017
探伤时应根据检测对象、目的或用户的要求采用相应的标准进行结果评价对发现的不可接受信号按合同双方约定进行处理11
检测记录与报告
检测记录
检测报告
-iTiKAoNiKAca
GB/T34885—2017
附录A（资料性附录）
电磁声换能器线圈常见结构
附录B（规范性附录）
脉冲回波式电磁超声测厚方法
附录C（规范性附录）
电磁超声斜人射脉冲回波检测方法15
+#######手E+####
iiiKAoNikAca
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草本标准由全国无损检测标准化技术委员会（SAC/TC56)提出并归口。GB/T34885—2017
本标准起草单位：中国特种设备检测研究院、华中科技大学、中北大学、武汉中科创新技术股份有限公司、硕德（北京）科技有限公司，爱德森（厦门）电子有限公司本标准主要起草人：沈功田、郑阳、胡斌、武新军、周进节、王子成、香勇、王宝轩、沈永娜、张宗健、谭继东、李素军、林俊明、丁旭。iKAoNi KAca
iKAONiKAca
1范围
无损检测
电磁超声检测
本标准规定了对材料及构件进行电磁超声检测的一般原则。本标准适用于可产生电磁超声的材料GB/T34885—2017
本标准为有关产品、设备、材料电磁超声检测标准或检测工艺规程的制定提供指导。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T9445无损检测人员资格鉴定与认证GB/T11344无损检测接触式超声脉冲回波法测厚方法GB/T12604.1无损检测术语超声检测GB/T23905无损检测超声检测用试块JB/T9214无损检测A型脉冲反射式超声检测系统工作性能测试方法3术语和定义
GB/T12604.1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1
electromagnetic acoustic transducer;EMAT电磁声换能器
在磁场中进行电能与声能相互转换的电磁装置。3.2
electromagnetic ultrasonic testing;EMUT电磁超声检测
以电磁声换能器作为超声波激励、接收核心器件的超声检测。3.3
电磁超声导波检测
electromagnetic ultrasonic guided wave testing以电磁声换能器作为超声导波激励、接收核心器件的超声导波检测3.4
线圈coil
电磁声换能器中用于辐射和接收电磁波的元件。3.5
pancake coil
饼形线圈
螺旋线圈
spiral coil
按不同半径等间距绕制形成回路，外形呈实心多圈圆形的线圈。3.6
环形线圈
annular coil
按不同半径等间距绕制形成回路，外形呈中空多圈圆形的线圈。1
HiiKAoNiKAca
GB/T34885—2017
跑道形线圈
racetrack coil
具有较长平行段，平行段间采用弧线连接形成回路，外形像体育场跑道的线圈。3.8
butterfly coil
蝶形线圈
可在中心处形成并排同向电流，外形呈两个并排多圈矩形的线圈。3.9
回折线圈
meandercoil
平行线段按均匀间距周期回折绕制形成回路，外形呈回折线的线圈3.10
聚焦线圈focusingcoil
按一定规则绕制形成回路，能实现超声波在被检材料中线聚焦或点聚焦的线圈。3.11
periodicpermanentmagnet
周期永磁体
磁场极性在空间周期排列的磁体阵列。4方法概要
检测原理
4.1.1概述
电磁超声检测采用电磁声换能器在材料中产生超声波，从而实现超声检测，适用于导电或磁性材料。
4.1.2非磁性导电材料
电磁超声激发过程。置于被检材料上方的线圈通以瞬态交变电信号，在被检材料表层感应涡流涡流区域材料在偏置磁场中受洛仑兹力作用产生振动，进而产生超声波。电磁超声接收过程是产生的逆过程。偏置磁场内材料的超声振动切割磁感线，产生感生电流，被线圈探测到，形成电信号。
4.1.3磁性材料
电磁超声激发过程。置于磁性材料上方的线圈通以瞬态交变电信号产生交变磁场，导致处于偏置磁场中的材料表层磁化强度发生变化，产生磁致伸缩力和磁化力。交变磁化区域材料在磁致伸缩力和磁化力的共同作用下产生振动，进而产生超声波，电磁超声接收过程是产生的逆过程，磁性材料中的超声波振动形变引起材料表面磁场动态变化，在线圈中感应出电信号。
对于磁性导电材料，电磁超声是由洛仑兹力、磁致伸缩力和磁化力共同作用产生的。4.2优点及特点
电磁超声检测方法的优点及特点主要有：a）非接触，不需要耦合剂适用于高温、低温、干燥或真空环境条件下检测。适用于表面有覆盖层的工件检测。适用于快速和自动化检测。能产生各种波型的超声，包括纵波、各种偏振方向的横波（特别是水平偏振的横波）和各种类型b）
的超声导波。除测厚和探伤外，还适用于应力或材料特性测量2
HiiKAoNiKAca
GB/T34885—2017
电磁声换能器可实现主动调频发射和接收，适宜进行多频率检测，适宜进行多波型检测，适宜进行超声导波模态控制。
4.3局限性
电磁超声检测方法的局限性：
a）不适用于既非导电又非导磁材料检测；b）受被检材料电磁特性影响较大；c)
采用永磁体式电磁声换能器检测铁磁性材料时，探头有吸力，移动较困难，不便于进行手动扫查；
边缘效应明显，在边缘处检测盲区较大：e)
在某些场合下检测后需对工件进行退磁。4.4应用
电磁超声可用于原材料生产、设备制造和使用过程中的检测和监测。典型应用：
a）金属板材、管材、棒材生产过程的在线自动化检测；焊接质量检测；
在用设备带涂层检测；
高、低温测厚和探伤；
铁路钢轨、车轮检测；
长输管线内检测。
5影响因素
电磁超声检测方法的相关影响因素有：被检工件：包括材质、形状和温度等；a)
b）探头提离距离；
探头类型：产生声波类型（横波、纵波、导波等）、声波人射方式（直人射、斜人射、聚焦等）和辐射声场；
检测仪器：激励特性（发射功率、信号波形、频带等）、传输特性（线缆、阻抗匹配等）、接收特性d）
（增益、信号处理等）。
5安全要求
本章没有列出进行检测时所有的安全要求，使用本标准的用户应在检测前建立安全准则。检测过程中的安全要求至少包括如下要素：a）在实施检测前，应对检测过程中可能伤害检测人员的各种危险源加以辨识，并对检测人员进行培训和采取必要的保护措施：；b）检测人员应遵守被检件现场的安全要求，根据检测地点的要求穿戴防护工作服和佩戴有关防护设备；
若有要求，使用的电子仪器应具有防爆功能在进行在线检测时，应制定特别的安全措施；d)
在封闭空间内进行操作时，应考虑氧气含量等相应因素，并采取必要的保护措施；在高空进行操作时，应考虑人员、检测设备器材坠落等因素，并采取必要的保护措施：g）
在极端环境下进行操作时，如低温、高温等条件下，应考虑人员冻伤、烫伤、中署等因素，并采取3
HiiKAoNiKAca
GB/T34885—2017
必要的保护措施；
永磁式电磁声探头在运输、存放，搬运和使用过程中应避免强磁对人身安全，设备、仪器仪表和环境的影响；
检测时应注意磁场吸力导致的人员受伤和设备损坏及其他辅助电子设备的影响；仪器操作中，应注意仪器本身和导线高压漏电检查，避免高压放电对人体或物品造成危害。j）
人员要求
采用本标准进行检测的人员，应按照GB/T9445或合同各方同意的体系进行资格鉴定与认证，并由雇主或其代理对检测人员进行岗位培训和操作授权通用检测工艺规程
从事电磁超声检测的单位应按本标准的要求制定通用检测工艺规程，其内容至少应包括如下要素：a）适用范围；
依据的标准、法规或其他技术文件；c)
检测人员资格要求；
检测设备和器材；
被检产品信息及检测前的准备要求；检测时机；
检测方法和检测步骤；
检测的标记和原始数据记录要求；检测后的操作要求；
检测结果的评价及处理方式；
编制（级别）、审核（级别)和批准人；1)
制定日期。
8检测设备和器材
检测系统
电磁超声检测系统应至少包括探头和仪器，必要时还应有扫查装置，退磁装置和操作辅助装置。8.2电磁声探头
8.2.1概述
电磁声探头主要由电磁声换能器（磁铁和线圈）、线圈保护层、信号接头和外壳封装而成，如图1所示。高温电磁声探头还需要有阻热层，以对探头内部的磁铁、线圈及导线形成保护，避免烧损，如图2所示。
信号接头
8.2.2分类
图1电磁声探头
按照适用温度可分为：
一磁铁
保护层
常温探头，适用温度一般可达200℃；高温探头，适用温度一般可达450℃；超高温探头，适用温度一般高于450℃。2按照波型主要可分为：
横波探头；bZxz.net
纵波探头；
表面波探头；
导波探头。
3按照声束形式可分为：
直人射探头；
斜人射探头；
聚焦探头。
8.2.2.4按照换能器单元数目可分为：单换能器探头；
阵列探头。
8.2.3磁铁
信号接头
GB/T34885—2017
一磁铁
阻热层
图2高温电磁声探头
磁铁在电磁声探头中用于产生偏置磁场，可采用永磁体或电磁铁，其布置方式是决定超声波波型产生的主要因素。
8.2.4线圈
线圈在电磁超声激励过程中，用于产生动态电磁场，在接收过程中，用于感应电磁场的变化从而感生电流。线圈结构是决定产生超声波波型种类的主要因素。线圈的阻抗影响探头的灵敏度。线圈应具有较好的绝缘性能和承载瞬态大电流的能力。线圈的常见形式参见附录A。5
GB/T34885—2017
8.2.5参数
8.2.5.1概述
探头的参数主要包括相对脉冲回波灵敏度、频响曲线、有效作用区域、适用温度、波型种类、外形尺寸和声束参数。
8.2.5.2相对脉冲回波灵敏度
在规定的发射脉冲类型、接收增益和探头提离距离等条件下，规定的试块和反射体的最高回波信号幅度和发射脉冲幅度的比值。
8.2.5.3频响曲线
在规定的发射脉冲类型、接收增益和探头提离距离等条件下，发射频率改变时探头相对脉冲回波灵敏度变化曲线，
电磁声探头在标称频响特性（中心频率、带宽）时，需给出所对应的被检材料及相关提离范围检测中需注意被检材料、温度及提离带来的探头频响特性的变化。即使对于同一探头，上述情况发生变化时，检测系统常需重新选择合适的激励频率以达到最优检测状态。8.2.5.4声束参数
探头声束参数主要包括声束角、扩散角、声束轴线偏移、偏向角、焦距、近场、焦点宽度和焦点长度。8.2.6探头的选择
由于不同探头的用途、参数和缺陷检测精度不同，选择探头应考虑如下因素：检测目的，如测厚厚度、检测缺陷种类和尺寸等；材料的物理特性，如电学、磁学和声学特性；构件几何形状与尺寸，如焊缝、平板、管材、棒材、线材等，构件厚度；检测面状况，如有防锈漆层、曲面、有锈蚀、有氧化皮等；构件的工作环境状况，如工作温度、工作介质和承载状态等。8.3电磁超声仪器
8.3.1概述
电磁超声仪器硬件一般包含发射器、双工器、阻抗匹配器、前置放大器、信号放大器、信号采集器和信息处理器等模块，如图3所示。
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中华人民共和国国家标准
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无损检测
电磁超声检测
Non-destructive testing-Electromagnetic ultrasonic testing-Generalprinciples
2017-11-01发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2018-05-01实施
规范性引用文件
术语和定义
方法概要
检测原理
优点及特点
局限性
影响因素
安全要求
人员要求
通用检测工艺规程
检测设备和器材
检测系统
电磁声探头
电磁超声仪器
操作辅助装置
8.6检测设备的维护和校准
检测程序
检测前的准备
仪器调试
检测系统校准
检测系统复核
在役设备检测
制造过程检测，
检测结果的评价与处理
测厚时直接读取仪器所示厚度值目
GB/T34885—2017
探伤时应根据检测对象、目的或用户的要求采用相应的标准进行结果评价对发现的不可接受信号按合同双方约定进行处理11
检测记录与报告
检测记录
检测报告
-iTiKAoNiKAca
GB/T34885—2017
附录A（资料性附录）
电磁声换能器线圈常见结构
附录B（规范性附录）
脉冲回波式电磁超声测厚方法
附录C（规范性附录）
电磁超声斜人射脉冲回波检测方法15
+#######手E+####
iiiKAoNikAca
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草本标准由全国无损检测标准化技术委员会（SAC/TC56)提出并归口。GB/T34885—2017
本标准起草单位：中国特种设备检测研究院、华中科技大学、中北大学、武汉中科创新技术股份有限公司、硕德（北京）科技有限公司，爱德森（厦门）电子有限公司本标准主要起草人：沈功田、郑阳、胡斌、武新军、周进节、王子成、香勇、王宝轩、沈永娜、张宗健、谭继东、李素军、林俊明、丁旭。iKAoNi KAca
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1范围
无损检测
电磁超声检测
本标准规定了对材料及构件进行电磁超声检测的一般原则。本标准适用于可产生电磁超声的材料GB/T34885—2017
本标准为有关产品、设备、材料电磁超声检测标准或检测工艺规程的制定提供指导。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T9445无损检测人员资格鉴定与认证GB/T11344无损检测接触式超声脉冲回波法测厚方法GB/T12604.1无损检测术语超声检测GB/T23905无损检测超声检测用试块JB/T9214无损检测A型脉冲反射式超声检测系统工作性能测试方法3术语和定义
GB/T12604.1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1
electromagnetic acoustic transducer;EMAT电磁声换能器
在磁场中进行电能与声能相互转换的电磁装置。3.2
electromagnetic ultrasonic testing;EMUT电磁超声检测
以电磁声换能器作为超声波激励、接收核心器件的超声检测。3.3
电磁超声导波检测
electromagnetic ultrasonic guided wave testing以电磁声换能器作为超声导波激励、接收核心器件的超声导波检测3.4
线圈coil
电磁声换能器中用于辐射和接收电磁波的元件。3.5
pancake coil
饼形线圈
螺旋线圈
spiral coil
按不同半径等间距绕制形成回路，外形呈实心多圈圆形的线圈。3.6
环形线圈
annular coil
按不同半径等间距绕制形成回路，外形呈中空多圈圆形的线圈。1
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跑道形线圈
racetrack coil
具有较长平行段，平行段间采用弧线连接形成回路，外形像体育场跑道的线圈。3.8
butterfly coil
蝶形线圈
可在中心处形成并排同向电流，外形呈两个并排多圈矩形的线圈。3.9
回折线圈
meandercoil
平行线段按均匀间距周期回折绕制形成回路，外形呈回折线的线圈3.10
聚焦线圈focusingcoil
按一定规则绕制形成回路，能实现超声波在被检材料中线聚焦或点聚焦的线圈。3.11
periodicpermanentmagnet
周期永磁体
磁场极性在空间周期排列的磁体阵列。4方法概要
检测原理
4.1.1概述
电磁超声检测采用电磁声换能器在材料中产生超声波，从而实现超声检测，适用于导电或磁性材料。
4.1.2非磁性导电材料
电磁超声激发过程。置于被检材料上方的线圈通以瞬态交变电信号，在被检材料表层感应涡流涡流区域材料在偏置磁场中受洛仑兹力作用产生振动，进而产生超声波。电磁超声接收过程是产生的逆过程。偏置磁场内材料的超声振动切割磁感线，产生感生电流，被线圈探测到，形成电信号。
4.1.3磁性材料
电磁超声激发过程。置于磁性材料上方的线圈通以瞬态交变电信号产生交变磁场，导致处于偏置磁场中的材料表层磁化强度发生变化，产生磁致伸缩力和磁化力。交变磁化区域材料在磁致伸缩力和磁化力的共同作用下产生振动，进而产生超声波，电磁超声接收过程是产生的逆过程，磁性材料中的超声波振动形变引起材料表面磁场动态变化，在线圈中感应出电信号。
对于磁性导电材料，电磁超声是由洛仑兹力、磁致伸缩力和磁化力共同作用产生的。4.2优点及特点
电磁超声检测方法的优点及特点主要有：a）非接触，不需要耦合剂适用于高温、低温、干燥或真空环境条件下检测。适用于表面有覆盖层的工件检测。适用于快速和自动化检测。能产生各种波型的超声，包括纵波、各种偏振方向的横波（特别是水平偏振的横波）和各种类型b）
的超声导波。除测厚和探伤外，还适用于应力或材料特性测量2
HiiKAoNiKAca
GB/T34885—2017
电磁声换能器可实现主动调频发射和接收，适宜进行多频率检测，适宜进行多波型检测，适宜进行超声导波模态控制。
4.3局限性
电磁超声检测方法的局限性：
a）不适用于既非导电又非导磁材料检测；b）受被检材料电磁特性影响较大；c)
采用永磁体式电磁声换能器检测铁磁性材料时，探头有吸力，移动较困难，不便于进行手动扫查；
边缘效应明显，在边缘处检测盲区较大：e)
在某些场合下检测后需对工件进行退磁。4.4应用
电磁超声可用于原材料生产、设备制造和使用过程中的检测和监测。典型应用：
a）金属板材、管材、棒材生产过程的在线自动化检测；焊接质量检测；
在用设备带涂层检测；
高、低温测厚和探伤；
铁路钢轨、车轮检测；
长输管线内检测。
5影响因素
电磁超声检测方法的相关影响因素有：被检工件：包括材质、形状和温度等；a)
b）探头提离距离；
探头类型：产生声波类型（横波、纵波、导波等）、声波人射方式（直人射、斜人射、聚焦等）和辐射声场；
检测仪器：激励特性（发射功率、信号波形、频带等）、传输特性（线缆、阻抗匹配等）、接收特性d）
（增益、信号处理等）。
5安全要求
本章没有列出进行检测时所有的安全要求，使用本标准的用户应在检测前建立安全准则。检测过程中的安全要求至少包括如下要素：a）在实施检测前，应对检测过程中可能伤害检测人员的各种危险源加以辨识，并对检测人员进行培训和采取必要的保护措施：；b）检测人员应遵守被检件现场的安全要求，根据检测地点的要求穿戴防护工作服和佩戴有关防护设备；
若有要求，使用的电子仪器应具有防爆功能在进行在线检测时，应制定特别的安全措施；d)
在封闭空间内进行操作时，应考虑氧气含量等相应因素，并采取必要的保护措施；在高空进行操作时，应考虑人员、检测设备器材坠落等因素，并采取必要的保护措施：g）
在极端环境下进行操作时，如低温、高温等条件下，应考虑人员冻伤、烫伤、中署等因素，并采取3
HiiKAoNiKAca
GB/T34885—2017
必要的保护措施；
永磁式电磁声探头在运输、存放，搬运和使用过程中应避免强磁对人身安全，设备、仪器仪表和环境的影响；
检测时应注意磁场吸力导致的人员受伤和设备损坏及其他辅助电子设备的影响；仪器操作中，应注意仪器本身和导线高压漏电检查，避免高压放电对人体或物品造成危害。j）
人员要求
采用本标准进行检测的人员，应按照GB/T9445或合同各方同意的体系进行资格鉴定与认证，并由雇主或其代理对检测人员进行岗位培训和操作授权通用检测工艺规程
从事电磁超声检测的单位应按本标准的要求制定通用检测工艺规程，其内容至少应包括如下要素：a）适用范围；
依据的标准、法规或其他技术文件；c)
检测人员资格要求；
检测设备和器材；
被检产品信息及检测前的准备要求；检测时机；
检测方法和检测步骤；
检测的标记和原始数据记录要求；检测后的操作要求；
检测结果的评价及处理方式；
编制（级别）、审核（级别)和批准人；1)
制定日期。
8检测设备和器材
检测系统
电磁超声检测系统应至少包括探头和仪器，必要时还应有扫查装置，退磁装置和操作辅助装置。8.2电磁声探头
8.2.1概述
电磁声探头主要由电磁声换能器（磁铁和线圈）、线圈保护层、信号接头和外壳封装而成，如图1所示。高温电磁声探头还需要有阻热层，以对探头内部的磁铁、线圈及导线形成保护，避免烧损，如图2所示。
信号接头
8.2.2分类
图1电磁声探头
按照适用温度可分为：
一磁铁
保护层
常温探头，适用温度一般可达200℃；高温探头，适用温度一般可达450℃；超高温探头，适用温度一般高于450℃。2按照波型主要可分为：
横波探头；bZxz.net
纵波探头；
表面波探头；
导波探头。
3按照声束形式可分为：
直人射探头；
斜人射探头；
聚焦探头。
8.2.2.4按照换能器单元数目可分为：单换能器探头；
阵列探头。
8.2.3磁铁
信号接头
GB/T34885—2017
一磁铁
阻热层
图2高温电磁声探头
磁铁在电磁声探头中用于产生偏置磁场，可采用永磁体或电磁铁，其布置方式是决定超声波波型产生的主要因素。
8.2.4线圈
线圈在电磁超声激励过程中，用于产生动态电磁场，在接收过程中，用于感应电磁场的变化从而感生电流。线圈结构是决定产生超声波波型种类的主要因素。线圈的阻抗影响探头的灵敏度。线圈应具有较好的绝缘性能和承载瞬态大电流的能力。线圈的常见形式参见附录A。5
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8.2.5参数
8.2.5.1概述
探头的参数主要包括相对脉冲回波灵敏度、频响曲线、有效作用区域、适用温度、波型种类、外形尺寸和声束参数。
8.2.5.2相对脉冲回波灵敏度
在规定的发射脉冲类型、接收增益和探头提离距离等条件下，规定的试块和反射体的最高回波信号幅度和发射脉冲幅度的比值。
8.2.5.3频响曲线
在规定的发射脉冲类型、接收增益和探头提离距离等条件下，发射频率改变时探头相对脉冲回波灵敏度变化曲线，
电磁声探头在标称频响特性（中心频率、带宽）时，需给出所对应的被检材料及相关提离范围检测中需注意被检材料、温度及提离带来的探头频响特性的变化。即使对于同一探头，上述情况发生变化时，检测系统常需重新选择合适的激励频率以达到最优检测状态。8.2.5.4声束参数
探头声束参数主要包括声束角、扩散角、声束轴线偏移、偏向角、焦距、近场、焦点宽度和焦点长度。8.2.6探头的选择
由于不同探头的用途、参数和缺陷检测精度不同，选择探头应考虑如下因素：检测目的，如测厚厚度、检测缺陷种类和尺寸等；材料的物理特性，如电学、磁学和声学特性；构件几何形状与尺寸，如焊缝、平板、管材、棒材、线材等，构件厚度；检测面状况，如有防锈漆层、曲面、有锈蚀、有氧化皮等；构件的工作环境状况，如工作温度、工作介质和承载状态等。8.3电磁超声仪器
8.3.1概述
电磁超声仪器硬件一般包含发射器、双工器、阻抗匹配器、前置放大器、信号放大器、信号采集器和信息处理器等模块，如图3所示。
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