近些年,随着连铸生产过程中铸坯热送热装和直接连轧等工艺的高速发展,要求对连铸坯的质量检测提出很严格的要求。目前,对连铸坯质量检测方法有很多,比如利用2D及3D光学成像技术的机器视觉方法、基于电磁感应原理的电涡流检测方法、基于介质中高频机械振动的电磁超声方法等。但是检测效果都不太理想。本课题以上表面和下表面带缺陷铸坯为研究对象,综合利用电涡流善于铸坯表层缺陷检测与电磁超声善于内部缺陷检测的优势,提出使用电磁超声/电涡流复合检测的方法对铸坯表层缺陷及内部缺陷进行研究与分析,研究结果可为连铸坯在线质量检测系统的开发以及工业应用奠定理论技术。本文首先研究了电磁超声与电涡流复合检测技术的机理。采用矩形磁铁、螺旋形线圈和被测试样,对其复合检测过程进行数学建模与有限元仿真,系统研究检测过程中激励磁场、电涡流场、二次磁场、洛伦兹力场以及被测试样内部质点位移的振动场分布特性。通过分析激励电流、线圈尺寸对磁场的影响来优化复合检测探头的设计,为后续电磁超声/电涡流复合检测打下结实的基础。根据电涡流检测(EC)的机理,提取电涡流检测线圈阻抗的实部电阻和虚部电感作为特征信号,通过分析阻抗实部电阻和虚部电感信号的变化来实现对连铸坯表面缺陷的检测。针对电磁超声(EMAT)对铸坯下表面缺陷检测的原理,提取回波时间和回波幅值作为其信号特征来实现对下表面缺陷的精确定位。在EMAT特征信号提取方面,首先通过小波降噪和希尔伯特变换提取包络算法对回波信号进行预处理,然后使用期望最大化算法(EM)对电磁超声回波到达时间进行参数估计,在获取到回波到达时间之后,利用插值函数获取对应回波时间点上的回波幅值。针对涡流和电磁超声共同作用的缺陷区域,通过BP神经网络对涡流特征信号和电磁超声特征信号进行数据源的融合,最终通过缺陷反演实现对此区域铸坯缺陷的检测。搭建复合检测系统,针对铸坯的表层缺陷,采用线圈阻抗分布的不同,对铸坯表层进行了幅值成像和相位成像,通过三维成像技术实现对铸坯表层缺陷的实时在线监控。而对于铸坯下表面缺陷,把通过参数估计出来的缺陷厚度作为图像的亮度信息对其进行电磁超声三维成像,最终实现对对铸坯上下表面的在线实时监控。