1、針對鋼管在各行業(yè)的廣泛應用，通過現(xiàn)有檢測手段很難進行高效率、低成本的檢測，研究了一種利用磁致伸縮換能器原理激勵出超聲導波進行無損檢測的系統(tǒng)，本系統(tǒng)可以實現(xiàn)大范圍、長距離構件的低成本、高效率檢測。本課題首先設計了一個基于磁致伸縮原理的超聲導波換能器，然后設計了一套基于FPGA與ARM硬件架構的信號激勵與處理平臺，在此硬件平臺上進一步設計了友好的人機界面及控制邏輯。通過在一根76mm管徑的鋼管實驗，驗證了該系統(tǒng)對1％橫截面損失的無損檢測性能

2、。
　　論文第一章在簡要介紹了管材應用及檢測方法的基礎上，概述了超聲導波的研究現(xiàn)狀;通過對國外已經商業(yè)化的幾種超聲導波檢測系統(tǒng)的性能對比，進一步明確了本課題所研究的磁致伸縮超聲導波檢測系統(tǒng)的意義和目標;最后提出了本課題研究的主要內容，為之后的研究工作指明思路。
　　論文第二章首先引入各向同性彈性固體中的運動方程，進一步以空氣中的空心鋼管為模型分析了超聲導波的多模態(tài)和頻散，得出在T(0，1)扭轉模態(tài)下的低頻導波理論上是非頻散的

3、且模態(tài)單一;設計了一種磁致伸縮超聲導波換能器，并通過換能器結構設計及信號采集處理方法實現(xiàn)了超聲導波單方向傳播與接收;最后通過試驗數(shù)據(jù)論述了短時傅立葉變換在超聲導波回波信號提取中的應用，試驗結果表明短時傅立葉變換應用的有效性。
　　論文第三章首先設計了磁致伸縮超聲導波無損檢測系統(tǒng)框圖，主要包括磁致伸縮扭轉波換能器、嵌入式人機界面、嵌入式控制模塊、激勵信號源、功率放大模塊、信號放大模塊、信號濾波、AD采集等;然后設計了系統(tǒng)硬件架構，主

4、要由FPGA和ARM組成的系統(tǒng)控制及人機界面模塊;對ARM、FPGA及嵌入式操作系統(tǒng)的選擇分別進行了分析;對幾個關鍵硬件模塊如鋰電池管理、信號濾波器、數(shù)模與模數(shù)轉換器以及無線通訊定位模塊進行了分析設計，部分進行了仿真;最后從信號完整性的角度，分析了PCB的層疊設計和部分走線設計。
　　論文第四章首先分析了DDS信號源的特點及雜散效應，并給出了相應的解決方法及邏輯設計原理;對數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)傳輸部分的邏輯設計進行了分析;最后闡述了嵌入