电磁超声系统的设计与研究

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1、UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA专业学位硕士学位论文MASTERTHESISFORPROFESSIONALDEGREE论文题目___________电磁超声系统的设计与研究专业学位类别___________工程硕士学号201322070537_________________________________I_____________________________作者姓名______________杨胜__________指导教师田贵云教授独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我

2、所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：■>〇丨上年玄月？^曰i论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名

3、：务狀导师签名：^日期：年4月八曰分类号密级注1UDC学位论文电磁超声系统的设计与研究（题名和副题名）杨胜（作者姓名）指导教师田贵云教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业控制工程提交论文日期2015年5月17日论文答辩日期2015年5月21日学位授予单位和日期电子科技大学2015年06月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。THEDESIGNANDRESEARCHOFELECTROMAGNETICULTRASONICSYSTEMAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandT

4、echnologyofChinaMajor:ContralengineeringAuthor:ShengYangAdvisor:Prof.GuiyunTianSchool:SchoolofAutomationEngineering摘要摘要电磁超声无损检测技术是一种基于电磁感应原理的探伤技术，电磁超声换能器不需要耦合介质，可以实现在高温、高速等条件下的检测工作，在无损检测领域备受重视。作为电磁超声检测系统的核心器件，它能产生的超声信号非常微弱，需要大功率电路来驱动。本文以电磁超声换能理论为基础，设计了电磁超声检测系统，并对脉冲功率放大电路和电磁超声换能器进行了优化设计。文中首先介绍了电磁超声无损

5、探伤技术的发展和应用，分析了本课题的研究背景与意义，探讨了现阶段电磁超声系统功率放大电路一些不足与急需解决的问题。对基于洛伦兹力机理和磁致伸缩机理的电磁超声换能器超声波的发射和接收过程进行了分析。利用ComsolMultiphysi有限元分析软件，对发射超声横波的电磁超声换能器进行了建模仿真，建立了马蹄形线圈、柱形磁体和铝板材料结合的仿真分析模型，结合洛伦兹力研究机理对仿真结果进行了分析论证。设计了发射系统的恒压电容充放电电源、数控模块和功率放大电路三大部分，并就电路调试遇到的问题提出解决方案。依据电磁超声系统信号测试的相关需求，设计了接收系统的前置放大电路、数据采集电路和USB通信接口设计三

6、部分，实现了微弱电磁超声信号提取的目的。结合电磁超声换能器仿真结果设计了发射电磁超声横波的电磁超声换能器探头，完成整个实验系统（包括电磁超声发射和接收系统）的设计并对检测系统进行了测试。关键词：电磁超声换能器，有限元仿真，数据采集，前置放大，功率放大电路IABSTRACTABSTRACTElectromagneticultrasonictechniqueisoneofnondestructivetestingtechniquethatbasedontheprincipleofelectromagneticinductiondetectiontechnology.Electromagneticu

7、ltrasonictransducer(EMAT)couplingmediumisnotrequired,canbeachievedintestingworkunderhightemperature,high-speedandotherconditions.Inthefieldofnon-destructive,itattractsalotofattention.Asthecorecomponen