电磁超声信号采集系统的研究

发布时间：2017-12-11 10:09

  本文关键词：电磁超声信号采集系统的研究

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【摘要】：电磁超声换能器(Electromagnetic Acoustic Transducer,EMAT)因具有非接触、不需耦合剂、重复性好、适用范围广、检测精度高等特点,广泛用于铁路轨道、管道、金属板材等无损检测中。但是,EMAT接收到的信号幅值小、噪声干扰大、频率高,给电磁超声信号的采集带来极大不便。因此,本文对电磁超声信号采集系统的研究具有重要的理论意义和实用价值。本文在对电磁超声换能器的工作机理进行研究的基础上,对电磁超声波信号的特点进行了分析,确定了电磁超声信号采集系统的整体设计方案并进行了模块化设计。该系统主要由EMAT探头、信号调理、采集卡、PC机和基于LABVIEW的上位机五部分组成。信号调理电路是本文设计的重点部分,主要由五个模块组成:前置放大、带通滤波、三级放大、等幅移相和线性电源。前置放大电路具有强噪声背景下的微弱信号宽带、低噪放大能力,有20dB、30dB、40dB三个不同增益可以选择。带通滤波电路能够实现对接收信号的高Q值滤波,大大提高了接收信号的信噪比,中心频率f0和Q值连续可调,拓展了电路的应用性。三级放大电路消除了负载变化对滤波电路的影响,并弥补前置放大电路放大倍数的不足。等幅移相电路能够实现对100kHz~2MHz频率范围内的输入信号0~90°范围内的滞后移相,降低因器件引起相位偏移而造成的误差,提高了缺陷定位的精度。设计的直流线性电源,降低了因开关电源引起的噪声影响。本文主要对前置放大、带通滤波和等幅移相三个模块进行了仿真分析、电路搭建以及实验验证,并完成了信号调理电路的整体搭建与实验验证,实验结果符合设计要求。
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG115.28

【参考文献】

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1 蔡智超;刘素贞;金亮;张闯;杨庆新;;电磁声发射-电磁超声的复合检测原理及激励线圈设计[J];电工技术学报;2013年06期

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本文编号：1278044