電磁超聲接收系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)與噪聲抑制算法研究.pdf

1、電磁超聲檢測(cè)技術(shù)具有無需耦合劑、耐高溫等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于無損檢測(cè)的各個(gè)領(lǐng)域。然而，由于電磁超聲換能器(EMAT)換能效率低，且對(duì)噪聲敏感，易受環(huán)境影響?；陔姶懦暤牧熊囕唽?duì)踏面探傷系統(tǒng)，由于受到外界電磁干擾(EMI)的影響，導(dǎo)致檢測(cè)出現(xiàn)漏判和誤判。為了改善輪對(duì)踏面探傷系統(tǒng)的抗干擾能力，提高檢測(cè)準(zhǔn)確性，本文對(duì)電磁超聲接收系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)與噪聲抑制算法進(jìn)行了研究。
　　針對(duì)輪對(duì)踏面探傷系統(tǒng)中的電磁干擾問題，分析電磁干擾的機(jī)理，提出電

2、磁超聲接收系統(tǒng)抗干擾設(shè)計(jì)和噪聲抑制算法的研究方案。
　　針對(duì)電磁超聲接收換能器受到近場(chǎng)干擾影響的問題，提出一種電磁超聲接收換能器的接收線圈結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)改變了傳統(tǒng)接收線圈的繞線方式，并對(duì)接收線圈參數(shù)和磁鐵進(jìn)行設(shè)計(jì)，理論分析證明這種結(jié)構(gòu)能夠克服傳統(tǒng)接收換能器對(duì)近場(chǎng)干擾抑制能力弱的問題。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)的電磁超聲接收換能器使信噪比提高了約5.6倍。
　　針對(duì)電磁超聲換能器受到遠(yuǎn)場(chǎng)干擾影響的問題，提出一種電磁屏蔽方案設(shè)計(jì)。利用有

3、限元軟件仿真分析了多種屏蔽方案對(duì)EMAT的接收信噪比的提升效果，確定最佳屏蔽方案。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)的屏蔽方案使信噪比提高了約3倍。
　　針對(duì)現(xiàn)有檢測(cè)算法對(duì)強(qiáng)噪聲干擾抑制能力弱的問題，采用含有小波消噪算法、包絡(luò)提取算法和缺陷判別算法的噪聲抑制算法組合方案。該算法方案首先利用小波消噪濾除高頻噪聲，并保留強(qiáng)噪聲干擾的低頻特征，然后根據(jù)超聲信號(hào)與噪聲干擾頻率特征的不同將干擾剔除；并根據(jù)超聲波在輪對(duì)踏面中的傳播特點(diǎn)，提出了一種缺陷回波信