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本文针对用于高温连铸坯壳厚度测量的电磁超声换能器(EMAT)输入阻抗受环境因素影响引起在连铸坯中激发的超声波能量减弱的问题进行了研究。高温环境中,EMAT的输入阻抗会随着温度、负载、寄生参数和提离等因素的不同而变化,当驱动电源输出阻抗和换能器输入阻抗不匹配时激励信号会在传输线路上发生反射,形成驻波,导致换能器效率降低和连铸坯内部的超声波能量发生损耗,不能满足检测超声的功率要求,从而影响连铸坯厚度测量精度。为此对EMAT的阻抗特性进行了研究,设计了一种根据超声回波能量即回波包络幅值反馈控制的动态阻抗匹配系统,并调整其匹配速度和匹配精度,提高了EMAT的换能效率,具有较好的工业应用价值。首先,一方面对常温环境下的EMAT回折型线圈采用有限元的方法进行阻抗特性计算,同时给出分布电容的大小,进而确定出特定频率下的匹配电容值,让换能器工作在静态阻抗匹配状态。另一方面利用阻抗分析仪MICROTEST 6379测量匹配线圈在不同提离高度、不同试样温度和试样有无缺陷条件下的阻抗变化规律。对比较成熟的几种阻抗匹配方式,然后确定了Г型阻抗匹配网络,建立Pico Scope5444A采集的超声回波能量与阻抗匹配网络参数之间的动力学模型。其次,在实验室超声激励电源基础上搭建动态阻抗匹配实验平台,对Pico Scope采集的超声回波信号进行包络分析,提取主波幅值作为反馈输入动力学模型,运用改进的爬山算法不断解算出新解,通过微控制器实时调整匹配网络中参数,搜索优化出全局最优解,最终达到驱动输出和换能器输入间的阻抗匹配,提高电磁超声换能器的换能效率,将高温连铸坯中激发的超声波能量增大,提高连铸坯厚度测量精度。用matlab对超声回波信号进行包络提取算法仿真分析以及对爬山算法仿真分析。同时,建立阻抗匹配系统和电磁超声耦合等效电路的仿真模型,仿真研究阻抗匹配网络参数对末端接收回波波形的影响。最后,在实验平台上进行动态阻抗匹配验证,仿真结果和实验结果进行对比,两者基本保持一致,取得了良好的效果。