在工业控制应用中,跨越金属屏障传输数字信息的需求经常出现。在一些应用程序中,可以通过布线穿透金属璧,而在另一些应用程序中,这种方法是不可行的,例如有毒的密闭金属容器等。另外,针对密闭金属结构,在其金属壁上进行打孔破坏了结构的完整性,从而导致一系列不必要的损害发生,还会增加设备的维护费用。为了实现对密闭金属结构内部信息的获取,需要在金属容器内部安装传感器,但是由于金属璧对电磁信号的屏蔽,无法基于电磁波进行数据的传输且传输能量时效率比较低。因此,本文针对上述的问题设计了基于压电超声的过金属璧能量传输和信息传输系统。通过调查了超声波信号在跨越金属屏障的数据传输中的应用,分析了基于压电超声的过金属璧能量传输和信息传输的实际应用需求,设计了应用于由密闭金属容器内部向外部进行数据传输以及外部电源通过金属壁向内部电子设备供电的实验装置,设计相应的硬件电路,并对该实验装置在实验室环境下进行了实验:1:基于电磁波在进行过金属璧能量传输和信息传输时,电磁波信号可能被密闭金属结构屏蔽,无法实现能量和数据的传输。因此,本文提出了基于压电超声进行数据传输和能量传输,并对超声信号在金属壁中传播的过程进行了理论分析,建立了一个“夹心式”的传输结构,该结构由一对同轴安装在金属壁两侧的压电换能器构成,通过对其进行实验和测试,结果表明传输效率达到30%。2:基于压电超声的过金属璧能量传输和信息传输的理论为,设计了基于压电超声的过金属璧能量传输和信息传输系统的硬件电路,包括密闭金属结构的内部电路和外部电路。根据硬件电路对基于压电超声的过金属璧能量传输和信息传输系统进行了软件开发,对该系统的硬件电路和软件程序进行了实验测试,结果证明系统能够完成对初始基带信号的恢复。3:本文对基于压电超声的过金属璧能量传输和信息传输特性进行实验分析,选择合适的高频信号与密闭金属容器内部进行通信,此信号被内部调制信号调制,进而进行由内向外的数据传输,实现了向厚度为15mm的金属壁内部的400mAh的锂电池进行充电,实验结果表明实际的充电电流为20mA。