電磁超聲信號采集系統(tǒng)的研究.pdf

1、電磁超聲換能器（Electromagnetic Acoustic Transducer,EMAT）因具有非接觸、不需耦合劑、重復性好、適用范圍廣、檢測精度高等特點，廣泛用于鐵路軌道、管道、金屬板材等無損檢測中。但是，EMAT接收到的信號幅值小、噪聲干擾大、頻率高，給電磁超聲信號的采集帶來極大不便。因此，本文對電磁超聲信號采集系統(tǒng)的研究具有重要的理論意義和實用價值。
　　本文在對電磁超聲換能器的工作機理進行研究的基礎上，對電磁超聲波

2、信號的特點進行了分析，確定了電磁超聲信號采集系統(tǒng)的整體設計方案并進行了模塊化設計。該系統(tǒng)主要由EMAT探頭、信號調理、采集卡、PC機和基于LABVIEW的上位機五部分組成。
　　信號調理電路是本文設計的重點部分，主要由五個模塊組成：前置放大、帶通濾波、三級放大、等幅移相和線性電源。前置放大電路具有強噪聲背景下的微弱信號寬帶、低噪放大能力，有20dB、30dB、40dB三個不同增益可以選擇。帶通濾波電路能夠實現(xiàn)對接收信號的高Q值濾波

3、，大大提高了接收信號的信噪比，中心頻率f0和Q值連續(xù)可調，拓展了電路的應用性。三級放大電路消除了負載變化對濾波電路的影響，并彌補前置放大電路放大倍數(shù)的不足。等幅移相電路能夠實現(xiàn)對100kHz～2MHz頻率范圍內的輸入信號0～90°范圍內的滯后移相，降低因器件引起相位偏移而造成的誤差，提高了缺陷定位的精度。設計的直流線性電源，降低了因開關電源引起的噪聲影響。
　　本文主要對前置放大、帶通濾波和等幅移相三個模塊進行了仿真分析、電路搭建