鐵磁材料EMAT仿真與系統(tǒng)設計.pdf

1、電磁超聲檢測技術具有效率高、環(huán)境適應能力強、安全、輕型化等優(yōu)點，被廣泛應用工業(yè)無損檢測領域，已成為該領域近年來國內外學者的熱門研究對象。
　　本文首先總結國內外該領域現(xiàn)有技術及其發(fā)展趨勢，深入分析基于洛倫茲力機理的電磁超聲以及基于磁致伸縮機理電磁超聲各自的換能機制，建立針對鐵磁性材料的EMAT解析模型。利用所建立的模型求解磁感應強度、渦流密度、洛倫茲力密度、磁致伸縮力密度、線圈阻抗等關鍵參數(shù)的變化規(guī)律，并進行有限元仿真。其次，設計

2、以FPGA為核心的硬件系統(tǒng)。包括基于DDS技術的toneburst激勵信號合成電路；脈沖輸出功率高達10kW的EMAT線圈驅動電路；線圈阻抗匹配電路；具有在高噪聲背景下捕獲微弱信號能力的信號接收電路，以及集USB通信、高速采集、增益控制于一體的數(shù)字系統(tǒng)。針對探傷、測厚等應用場合，設計專用換能器。最后，對鐵磁性材料進行實驗，對比不同激勵頻率下的回波信號強度，得出材料的超聲頻率特性；通過分析處理人工缺陷的回波信號，確定材料上缺陷的位置；通過