电磁超声测厚系统的设计与实现

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文电磁超声测厚系统的设计与实现硕士研究生：王相豪指导教师：钟志副教授学科、专业：信息与通信工程论文主审人：单明广教授哈尔滨工程大学2018年3月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文电磁超声测厚系统的设计与实现硕士研究生：王相豪指导教师：钟志副教授学位级别：工学硕士学科、专业：信息与通信工程所在单位：信息与通信工程学院论文提交日期：2018年1月论文答辩日期：2018年3月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheProfessionalDegreeofMa

2、ster(MasterofEngineering)DesignandRealizationofElectromagneticUltrasonicThicknessMeasurementSystemCandidate:WangXianghaoSupervisor:AssociateProf.ZhongZhiAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:InformationandCommunicationEngineeringDateofSubmission:January,2018DateofOralExami

3、nation:March,2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校

4、攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日电磁超声测厚系统的设计与实现摘要随着工业的发展

5、和冶炼技术的不断进步，金属材料被广泛的应用在各行各业当中，这就对金属板材行业要求越来越严格，其中金属厚度的精确值为一个重要的指标。在无损检测领域，金属板材厚度的测量方法层出不穷，电磁超声技术作为一项新的无损检测技术越来越受到人们的关注。与传统的压电超声技术相比，EMAT技术具有无需添加耦合剂、非接触式测量、适于高温检测等优点，由于其非接触式测量的优点，电磁超声可以对腐蚀减薄的金属板和表面具有涂覆层的金属进行厚度的在线检测。本文从电磁超声的原理出发，阐述了电磁超声波激发的基本机理，从电磁学方面推导了换能器的数学公式，根据电磁超声的激发特点和本身的一些特性，设计和优化了硬件接

6、收电路以及软件去噪及提取算法。在此理论和实践的基础上，设计了快速精确测量的电磁超声测厚系统，该系统包括高压模块、换能器驱动模块、超声接收模块和CPU数据处理和传输模块。分别在标准钢块上进行实验研究，高压电源输出电压范围0到300V和-300V到0，能够给驱动电路提供足够的能量对换能器进行很大程度的触发；换能器的触发采用高压脉冲激励的方式，驱动电路中的MOSFET采用变压器耦合驱动方式，实现了前级和后端隔离；超声接收模块实现了信号的提取、放大和滤波等功能；软件对信号包络提取、滤波和峰值时间差计算有较好的处理。实现了对标准钢块厚度的精确测量，测量精度0.5mm。关键词：电磁超

7、声，厚度测量，MOSFET，换能器I哈尔滨工程大学硕士学位论文II电磁超声测厚系统的设计与实现ABSTRACTWiththedevelopmentofindustryandthecontinuousimprovementofsmeltingtechnology,metalmaterialsarewidelyusedinallwalksoflife,Thisismoreandmorestringentrequirementsofthemetalsheetindustry,inwhichtheexactvalueofmetalth