电磁超声检测技术由于无需媒介以及与被测物体非接触,不但可提高检测效率,而且可将超声检测技术的应用扩展到高温、高速和在线检测。根据电磁超声传感器的工作原理,建立了基于有限元的电磁超声无损检测数值分析方法,开发了相应的计算程序,验证了其有效性。应用开发的电磁超声数值模拟程序,研究了不同激励方式对电磁超声波的影响,得到了相应超声波在均匀各向同性金属介质中的传播过程。该计算方法和程序为实际电磁超声检测中缺陷的定量和探头优化提供了手段。

使用改进的功率谱函数对电磁超声缺陷信号进行了缺陷的定性分析，使用小波包能量谱对电磁超声缺陷接收信号进行了特征提取，从小波包的小波函数选取、分解层次及特征参数的噪声鲁棒性3个方面开展了讨论分析。结果表明：通过选择适当的小波函数和小波包分解层次，小波包能量谱的能量比可以精细地反映信号的特征；基于小波包能量谱的特征参数具有良好的损伤敏感性及噪声鲁棒性，能在强噪声影响下实现对EMAT不同损伤类型的判别。

主要研究了一种新的电磁超声激发方法．脉冲电磁超声的激发，旨在提高电磁超声换能器的磁声转换效率，解决其灵敏度低以及热效应的不良影响等问题。设计制作了脉冲电磁超声的激发装置。通过实验验证，该方式超声信号强度较强，激发装置发热量小。最后分析了超声波信号的激发强度与初始电压、电容容值等因素的关系，认为线圈中铁芯的加入在一定程度上可以提高磁声转换的效率。但目前产生的超声波信号频率仍在低频范围内，在今后的研究中还将进一步考虑采用信号压缩等方法来提高频率。

针对电磁超声实验对脉冲电源的需求，研制了一种高频脉冲电源。采用UCC2895作为信号源，利用全桥电路将信号功率放大。详细介绍了信号发生电路、驱动电路和全桥逆变电路的设计方法，并给出了各主要节点的实验波形。该电源达到了各项技术要求，已成功应用于电磁超声实验。

针对目前国内外普遍采用的压电超声技术在铝合金板材检测中的不足,研制了基于电磁超声导波的铝合金板材自动检测装置。设计了激发和接收导波的电磁超声换能器（EMAT）,由FPGA完成电磁超声发射接收电路控制和数据采集。利用LabW indows CVI软件编写上位机程序,通过USB总线实现FPGA与上位机的数据交换,并在上位机完成数据分析和处理。研制了机械装置控制探头在铝合金板材表面折线形运动,实现整个铝合金板材缺陷的检测,并为板材在线检测装置的研制打下基础。基于电磁超声导波的铝合金板材缺陷自动检测装置,可对厚度为10 mm以下的整个铝合金板材进行快速检测,并能在上位机实现缺陷的自动判别。

设计了一种新颖的SH板波和Lamb波双模式电磁超声换能探头,可有效应用于工业板材或管材的自动化在线检测.同时简要分析了电磁超声在铁磁性材料中换能Lamb波和SH波的理论,介绍了系统的结构组成和软硬件设计方法,具有较强的指导意义和应用价值.

介绍电磁超声数据采集和分析软件的设计和实现,该软件基于虚拟仪器技术,以高速数据采集卡获取电磁超声接收线圈中的电压信号,采集到的数据采用计算机进行分析、处理和存储,具有简洁、友好的用户界面和包括频谱分析、与MATLAB交互和自动化极值连续测量在内的丰富的功能,简化了电磁超声信号的采集和测量步骤。

研究水平剪切波(Shear Horizontal简称Sh波)的传播特性及激励接收方法对该波在无损检测和声弹性技术范围内的工程应用有着重要的价值.首先Sh波在弹性层中传播的多模态、频散特性在文中作了详细的分析同时重点研究了电磁超声技术在非铁磁性材料波导中产生Sh波的探头结构和基础理论并以试验的方法验证了其部分电声特性结果表明Sh板波具有其他类型波所没有的独特特性而电磁超声技术在Sh波的激励接收方面有着很大的优势.

利用有限元分析软件ANSYS对电磁超声无损检测技术进行了研究,通过仿真,比较了电磁超声检测过程中缺陷对被测导体表面磁流密度、磁感应强度和涡流等的影响,并介绍了ANSYS软件进行瞬态电磁场仿真的过程,为电磁超声的研究提供了帮助。

针对接触式电磁超声探头磨损严重的问题,提出了一种气垫式电磁超声探头,这种探头具有无磨损、可在高温场合下工作等优点.理论分析及计算结果表明,气垫式电磁超声探头可以实现气膜厚度在0.1～0.3 mm范围内探伤的要求.