基于FPGA的電磁超聲檢測(cè)系統(tǒng)的研究.pdf

1、由于電磁超聲技術(shù)檢測(cè)效率高、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，因此被廣泛應(yīng)用于無損在線檢測(cè)研究領(lǐng)域。FPGA靈活性強(qiáng)、處理速度高，在實(shí)時(shí)信號(hào)處理中具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。本文研究基于FPGA的電磁超聲檢測(cè)系統(tǒng)具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。
　　本文在深入研究國內(nèi)外電磁超聲檢測(cè)方法的基礎(chǔ)上，分析了電磁超聲換能器（electromagnetic acoustic transducers，EMAT）的工作機(jī)理，成功研制了基于FPGA的電磁超聲檢測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括電磁

2、超聲發(fā)射、接收電路、基于FPGA的數(shù)字信號(hào)處理和基于SOPC的缺陷檢測(cè)部分。
　　基于DDS技術(shù)的電磁超聲發(fā)射電路能夠產(chǎn)生高頻、大功率正弦電流脈沖串，脈沖串的頻率、重復(fù)頻率、波數(shù)及幅度均連續(xù)可調(diào)。本文設(shè)計(jì)的電磁超聲接收電路具備強(qiáng)噪聲背景下的微弱信號(hào)檢測(cè)能力，采用2級(jí)級(jí)聯(lián)的二階無限增益多路反饋帶通濾波電路能夠顯著提高接收信號(hào)的信噪比。
　　本文在分析電磁超聲接收信號(hào)成分及噪聲來源的基礎(chǔ)上，采用FIR帶通濾波與小波消噪算法有效地

3、降低了電磁超聲接收信號(hào)中的噪聲含量，并利用數(shù)字檢波方法提取了接收信號(hào)的包絡(luò)。上述算法通過硬件描述語言編程，并由FPGA實(shí)現(xiàn)，提高了檢測(cè)系統(tǒng)的靈活性與實(shí)時(shí)性。
　　本文基于SOPC技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)消噪后接收信號(hào)的采集、缺陷判斷、缺陷定位與顯示。采用所研制的基于FPGA的電磁超聲檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了鋼板缺陷檢測(cè)、聲場指向性測(cè)量和列車輪對(duì)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了檢測(cè)方法的有效性與正確性。該系統(tǒng)的研制為電磁超聲在線檢測(cè)技術(shù)的工程應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)