随着工业自动化技术的迅速发展,金属板材在工业领域中的应用越来越广泛,对金属板材厚度的要求、材料的性能要求越来越严格。金属板材的厚度和电导率是衡量金属质量优劣和金属材料性能的两个重要技术指标,可用于鉴别金属质量、分选金属材质、确定金属的热处理状态。由于传统测量装置在板材轧制过程中板材产生的抖动对测量精度造成严重影响,因此,设计一套能同时测量板材厚度和电导率,并且能消除抖动对测量精度影响的测量装置显得尤为重要。本文通过查阅大量的文献资料,对比分析了多种金属板材厚度和电导率测量方法的优劣,最终选择脉冲涡流技术测量金属板材的厚度和电导率。建立了有限元理论模型,仿真分析了影响测量金属电导率测量结果的因素。设计了一套基于ARM非接触双线圈脉冲涡流测量装置,能有效的消除提离效应,并能同时计算金属板材的厚度和电导率。主要研究内容包括:(1)测量厚度的常用方法包括人工测量、机械接触式测量、射线法测量、超声波测量、涡流测量、脉冲涡流测量法等方法。测量电导率的常用方法包括直流四探针法测量、涡流法测量。比较分析了上述几种方法的优劣,最终选择脉冲涡流测量技术进行测量。(2)在麦克斯韦基本方程、电磁场、涡流场等一些涡流测量方法的理论基础上,使用Maxwell仿真软件分析了在提离、电流、频率、线圈匝数四种情况下涡流对板材渗透深度的影响。计算了不同材质、不同厚度下电导率与相位角之间的关系,使用阻抗分析仪对铜板进行测量得到相应的阻抗数据,与仿真数据对比分析后计算出实际铜板的电导率,作为后期实验数据的基准值。(3)设计了基于ARM非接触双线圈脉冲涡流测量装置的硬件电路。测量装置的总体设计方案包括脉冲信号、MOSFET驱动、双线圈传感器、信号检测、AD处理、通信电路六个模块;系统运行的软件包括下位机、信号处理、上位机三个部分,下位机软件由脉冲信号的产生、AD采样等组成;信号处理的部分分别用中值滤波、FIR低通滤波和小波滤波三种方法,对去噪的结果进行了分析对比;上位机选用C#编写整个界面,通过串口通信使得数据、测量结果、图像可在线实时测量与监测。测量装置硬件、软件工作正常,验证了双线圈脉冲涡流测量装置能有效地解决提离效应带来的影响。(4)选用多项式拟合法和BP神经网络法对金属厚度和电导率进行计算。实验结果表明:基于BP神经网络法的测量精度高于多项式拟合法。厚度测量误差0.5%,电导率测量误差3%,测量结果符合工业现场应用要求。