隨著世界經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展,金屬板材的需求也在不斷增長(zhǎng)。在板材生產(chǎn)過(guò)程中,厚度是重要生產(chǎn)指標(biāo)。需要對(duì)生產(chǎn)線不斷監(jiān)測(cè)所生產(chǎn)板材的厚度是否符合要求,一旦監(jiān)測(cè)厚度值與標(biāo)準(zhǔn)值發(fā)生偏離,要及時(shí)修改生產(chǎn)設(shè)備的參數(shù),最終生產(chǎn)出高質(zhì)量、高指標(biāo)的金屬板材。在金屬板使用過(guò)程中,由于存在不斷地沖擊、擠壓、摩擦、自然老化等原因,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)板材的厚度十分重要,不僅能夠延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命,而且降低生產(chǎn)安全的威脅性。電磁超聲檢測(cè)技術(shù)具有非接觸、無(wú)需耦合劑、適用于高溫等復(fù)雜環(huán)境檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn),逐漸在工業(yè)實(shí)踐中得到廣泛應(yīng)用。因此,對(duì)電磁超聲金屬板測(cè)厚系統(tǒng)研究,完成板材厚度的精準(zhǔn)測(cè)量具有重要意義。本文針對(duì)電磁超聲測(cè)厚問(wèn)題,研究電磁超聲檢測(cè)技術(shù)和電磁超聲換能器基本原理,對(duì)洛倫茲力和磁滯伸縮力機(jī)理的電磁超聲換能器激發(fā)超聲波過(guò)程進(jìn)行數(shù)學(xué)模型的推導(dǎo),并給出對(duì)應(yīng)邊界條件。對(duì)電磁超聲測(cè)厚基本原理進(jìn)行分析,推導(dǎo)電磁超聲測(cè)厚公式,研究固體中橫波和縱波的傳播速度,設(shè)計(jì)激發(fā)橫波的電磁超聲換能器。根據(jù)電磁超聲測(cè)厚激勵(lì)的高功率、高壓、高頻脈沖需求,設(shè)計(jì)電磁超聲測(cè)厚激勵(lì)硬件,針對(duì)電磁超聲測(cè)厚回波信號(hào)特點(diǎn),設(shè)計(jì)電磁超聲測(cè)厚接收硬件,分別用虛擬電子實(shí)驗(yàn)室仿真軟件對(duì)電路進(jìn)行仿真,驗(yàn)證電路設(shè)計(jì)正確性。研究線間距和激勵(lì)頻率對(duì)測(cè)厚回波信號(hào)影響,搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái),得出多組測(cè)厚回波信號(hào),采用經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解算法分別對(duì)不同厚度鋁板的回波信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,去除噪聲提高信噪比,利用拋物插值法提取相鄰峰值對(duì)應(yīng)時(shí)間差計(jì)算厚度值,并進(jìn)行誤差對(duì)比分析。在不同厚度的鋁板中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:所設(shè)計(jì)電磁超聲測(cè)厚發(fā)射電路和接收電路能夠滿足測(cè)厚系統(tǒng)需求。原始測(cè)厚信號(hào)雖然比較明顯,但是回波信號(hào)噪聲較大,尤其激勵(lì)脈沖比較雜亂,而且對(duì)后續(xù)回波有較強(qiáng)影響,造成前兩個(gè)回波波形沒有在同一水平線上,嚴(yán)重影響測(cè)量精度。經(jīng)過(guò)EMD處理后的信號(hào),回波信號(hào)噪聲較小,激勵(lì)脈沖界限清晰,所有回波在同一水平線上,信號(hào)線較淺,可視性提高。拋物插值法能夠準(zhǔn)確提取回波峰值點(diǎn)信息,精確提取相鄰峰值點(diǎn)對(duì)應(yīng)時(shí)間差來(lái)提高測(cè)厚精度。EMD算法與拋物插值法相結(jié)合為電磁超聲無(wú)損檢測(cè)數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域提供參考。
【學(xué)位單位】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：TH878.2

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