基于Barker码脉冲压缩技术的钢板多阵元Lamb波电磁超声换能器设计与优化

为了解决传统Barker码脉冲压缩技术受脉冲功率放大器额定参数（占空比，最大脉冲宽度等）限制而导致的脉冲压缩效果下降、检测速度降低等问题，提出一种基于Barker码脉冲压缩技术的多阵元Lamb波电磁超声换能器（EMAT）。建立了基于tone-burst信号激励-Barker码脉冲压缩技术的多阵元Lamb波EMAT检测过程的有限元模型，分析了永磁体的配置形式、阵元序列长度、激励信号周期数、曲折线圈匝数等因素对脉冲压缩后的主旁瓣比和主瓣宽度的影响，并进行了实验验证。结果表明：曲折线圈匝数为4和Barker码序列长度为13位的多阵元EMAT在配置3对外置永磁体后，其信噪比（SNR）可提高9.8 dB。综合考虑检测回波的空间分辨率和SNR，多阵元Lamb波EMAT最佳参数为：曲折线圈匝数为10、激励信号周期数为11、Barker序列为13位，并配置3对外置永磁体。