裂纹检测系统中EMAT发射接收电路的设计与应用

刘 春

(江苏安全技术职业学院，江苏 徐州 221011)

1 EMAT概述

EMAT作为电磁声传感器主要由高频线圈、外加磁场、试件本身三部分组成。将通有高频电流的线圈放置在处于交变磁场中的金属试件表面，试件的趋肤层内将产生一圈圈自相闭合的电流，即涡流，此涡流在交变磁场的作用下，会受到洛伦兹力的作用，产生高频振动，从而在试件内部激发出超声波[1]。同样的道理，当试件表面存在振荡，在外加磁场力的作用下，会在高频线圈中感应出电压，拾取此电压信号，进行处理后可以得知试件表面状况[2]。由此可见，EMAT发射电路的作用就是产生一个大幅度脉冲串去激励发射线圈，EMAT接收电路的作用就是对高频线圈中感应出的电压进行滤波、放大、检波、整形，成为与后续数据采集部分相匹配的电平，并经数据采集卡送入计算机[3]。

2 EMAT发射接收电路

电磁声探伤系统的电路原理框图如图1所示。其中发射系统由信号发生器产生连续的振荡信号,经过调制形成了一个占空比约为0.3%的电流脉冲串,通过功率放大器使之达到所需要的输出功率,再经匹配网络耦合至发射探头,从而按电磁声转换机理在试件表层产生超声波。接收探头将衰减后的超声表面波拾取出来,经接收电路放大后可送至显示装置(如计算机)加以显示。

2.1 发射电路

EMAT与常规的超声波探伤仪的压电晶体换能器有着极为不同的电气特性：压电晶体换能器在电路中呈电容性，而由线圈绕制成的EMAT则呈电感性；……