基于FPGA的電磁超聲檢測系統(tǒng)的研究.pdf

1、由于電磁超聲技術(shù)檢測效率高、環(huán)境適應(yīng)性強，因此被廣泛應(yīng)用于無損在線檢測研究領(lǐng)域。FPGA靈活性強、處理速度高，在實時信號處理中具有獨特優(yōu)勢。本文研究基于FPGA的電磁超聲檢測系統(tǒng)具有重要的理論意義和實用價值。
　　本文在深入研究國內(nèi)外電磁超聲檢測方法的基礎(chǔ)上，分析了電磁超聲換能器（electromagnetic acoustic transducers，EMAT）的工作機理，成功研制了基于FPGA的電磁超聲檢測系統(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)字信號處理和基于SOPC的缺陷檢測部分。
　　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)計的電磁超聲接收電路具備強噪聲背景下的微弱信號檢測能力，采用2級級聯(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的信噪比。
　　本文在分析電磁超聲接收信號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中的噪聲含量，并利用數(shù)字檢波方法提取了接收信號的包絡(luò)。上述算法通過硬件描述語言編程，并由FPGA實現(xiàn)，提高了檢測系統(tǒng)的靈活性與實時性。
　　本文基于SOPC技術(shù)實現(xiàn)了對消噪后接收信號的采集、缺陷判斷、缺陷定位與顯示。采用所研制的基于FPGA的電磁超聲檢測系統(tǒng)進行了鋼板缺陷檢測、聲場指向性測量和列車輪對檢測實驗。實驗結(jié)果驗證了檢測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技術(shù)的工程應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)