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电磁超声内检测技术因其独特的优势,被越来越多的应用于工程无损检测领域,但如何克服电磁超声换能器换能效率低的问题一直是国内外的研究重点,就目前的研究来看,有效的解决途径有两种:一是检测装置设计的进一步优化,特别是高灵敏度多探头阵列的研制;二是多通道大功率高频激励源的开发研制。随着国内外对电磁超声工作机理的深入,以及计算机仿真软件的出现,使得电磁超声检测装置的优化设计取得了很大的进步,但是不能从根本上解决问题。因此,文中提出多通道大功率高频激励源的设计研究,通过合理设计激励源的输出参数,提高激励源的输出功率,大幅提高激发效能,从而根本上解决换能器效率低的问题。 同时,为了提高电磁超声内检测精度,通过采用相控阵技术,实现同一频率的信号能够多个通道精确延迟相位,对各通道阵元进行激励,使得电磁超声探头阵列产生具有特定指向性或聚焦特性的声波,从而突破相控阵电磁超声管道内检测的技术瓶颈。 基于开关型射频功率放大技术,提出采用DE类射频功率变换器作为功率放大主电路,并分析研究了DE类变换器的电路结构、工作原理和参数计算方法。采用软件Pspice建立了DE类功率放大器仿真模型,实现了对放大电路与电磁超声探头阵列阻抗网络参数的优化和性能指标的验证。此外,针对DE类变换器的工作特性以及MOSFET的驱动特性,提出了驱动电路的设计方案。通过采用光纤器件隔离脉冲信号和DC-DC隔离电源对参考电位进行转换,有效解决了驱动电路的高频“浮栅”问题。 文中利用DSP TMS320F2812作为数字信号处理的控制中心,开发相应控制算法及程序,对多组功率MOSFET进行控制和对电流、电压及温度等参数进行高速采集,以实现变换器的智能控制以及多通道的精确时序控制和相位控制。 通过上述的研究设计,以实现多通道大功率高频激励源性能实验与测试系统的建立,并进一步完善和优化激励源的设计模型和设计参数,使得最终达到设计目标和设计要求。