發(fā)布時(shí)間：2017-05-17 11:01

  本文關(guān)鍵詞：電磁超聲系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：電磁超聲無損檢測(cè)技術(shù)是一種基于電磁感應(yīng)原理的探傷技術(shù),電磁超聲換能器不需要耦合介質(zhì),可以實(shí)現(xiàn)在高溫、高速等條件下的檢測(cè)工作,在無損檢測(cè)領(lǐng)域備受重視。作為電磁超聲檢測(cè)系統(tǒng)的核心器件,它能產(chǎn)生的超聲信號(hào)非常微弱,需要大功率電路來驅(qū)動(dòng)。本文以電磁超聲換能理論為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)了電磁超聲檢測(cè)系統(tǒng),并對(duì)脈沖功率放大電路和電磁超聲換能器進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。文中首先介紹了電磁超聲無損探傷技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,分析了本課題的研究背景與意義,探討了現(xiàn)階段電磁超聲系統(tǒng)功率放大電路一些不足與急需解決的問題。對(duì)基于洛倫茲力機(jī)理和磁致伸縮機(jī)理的電磁超聲換能器超聲波的發(fā)射和接收過程進(jìn)行了分析。利用Comsol Multiphysi有限元分析軟件,對(duì)發(fā)射超聲橫波的電磁超聲換能器進(jìn)行了建模仿真,建立了馬蹄形線圈、柱形磁體和鋁板材料結(jié)合的仿真分析模型,結(jié)合洛倫茲力研究機(jī)理對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行了分析論證。設(shè)計(jì)了發(fā)射系統(tǒng)的恒壓電容充放電電源、數(shù)控模塊和功率放大電路三大部分,并就電路調(diào)試遇到的問題提出解決方案。依據(jù)電磁超聲系統(tǒng)信號(hào)測(cè)試的相關(guān)需求,設(shè)計(jì)了接收系統(tǒng)的前置放大電路、數(shù)據(jù)采集電路和USB通信接口設(shè)計(jì)三部分,實(shí)現(xiàn)了微弱電磁超聲信號(hào)提取的目的。結(jié)合電磁超聲換能器仿真結(jié)果設(shè)計(jì)了發(fā)射電磁超聲橫波的電磁超聲換能器探頭,完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)(包括電磁超聲發(fā)射和接收系統(tǒng))的設(shè)計(jì)并對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試。
【關(guān)鍵詞】：電磁超聲換能器 有限元仿真 數(shù)據(jù)采集 前置放大 功率放大電路
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB552
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 研究工作的背景與意義10-11
• 1.2 電磁超聲系統(tǒng)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 電磁超聲換能器研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 電磁超聲發(fā)射電路研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 本文的主要貢獻(xiàn)與創(chuàng)新15
• 1.4 本論文的結(jié)構(gòu)安排15-17
• 第二章 電磁超聲換能機(jī)理研究17-22
• 2.1 洛倫茲力下EMAT換能機(jī)理17-19
• 2.1.1 洛倫茲力下EMAT超聲波激發(fā)機(jī)理17-19
• 2.1.2 洛倫茲力下EMAT超聲波接收機(jī)理19
• 2.2 磁致伸縮力下EMAT換能機(jī)理19-21
• 2.2.1 磁致伸縮下的EMAT超聲波激發(fā)原理19-20
• 2.2.2 磁致伸縮力下EMAT超聲波的接收20-21
• 2.3 本章小結(jié)21-22
• 第三章 電磁超聲換能器的設(shè)計(jì)與仿真22-34
• 3.1 電磁超聲換能器分類22-25
• 3.1.1 表面波EMAT22-23
• 3.1.2 板波EMAT23-24
• 3.1.3 體波EMAT24-25
• 3.2 激發(fā)橫波的電磁超聲換能器的設(shè)計(jì)與仿真25-32
• 3.2.1 磁體及線圈的選擇25-26
• 3.2.2 基于洛倫茲力的電磁超聲發(fā)射探頭的仿真26-32
• 3.3 本章小結(jié)32-34
• 第四章 電磁超聲發(fā)射系統(tǒng)的設(shè)計(jì)34-46
• 4.1 電磁超聲發(fā)射電路的系統(tǒng)方案34
• 4.2 數(shù)控模塊34-35
• 4.3 功率放大模塊35-44
• 4.3.1 直流供電電路35-36
• 4.3.2 大功率脈沖發(fā)生器36-43
• 4.3.3 隔離與電平轉(zhuǎn)換43-44
• 4.4 阻抗匹配44-45
• 4.5 本章小結(jié)45-46
• 第五章 電磁超聲接收系統(tǒng)的設(shè)計(jì)46-55
• 5.1 電磁超聲接收系統(tǒng)方案46
• 5.2 前置放大電路46-48
• 5.3 數(shù)據(jù)采集電路48-50
• 5.4 USB通信接口設(shè)計(jì)50-53
• 5.4.1 USB通信接口電路設(shè)計(jì)50-51
• 5.4.2 USB驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)51-53
• 5.5 FPGA程序設(shè)計(jì)53-54
• 5.6 本章小結(jié)54-55
• 第六章 電磁超聲系統(tǒng)的測(cè)試55-60
• 6.1 電磁超聲橫波探頭的設(shè)計(jì)55-56
• 6.2 發(fā)射電路與接收電路的測(cè)試56-57
• 6.3 電磁超聲系統(tǒng)的測(cè)試57-58
• 6.4 本章小結(jié)58-60
• 第七章 總結(jié)與展望60-62
• 7.1 總結(jié)60
• 7.2 展望60-62
• 致謝62-63
• 參考文獻(xiàn)63-67

【共引文獻(xiàn)】

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1 李鵬;黃松嶺;王s，

本文編號(hào)：373194