Accurate measurements of water levels within metal pipes are vital, particularly in environments where thick-walled pipes serve as critical components, such as in nuclear facilities. Measuring water levels in pipes becomes more difficult under high temperatures and pressures. In response to this need, a method involving electromagnetic acoustic measurement is proposed. This method begins with a transducer emitting a high-frequency pulse designed for precise measurements of wall thickness, then calculates the resonance frequency using the time intervals between echoes. Finally, the transducer emits an excitation signal at the fundamental resonance frequency to measure the water level. At low water levels, the measurement is conducted by manually scanning along the pipes, utilizing varying energy losses. At high water levels, the resonance echo method is employed. Numerical simulations have demonstrated that this approach effectively improves signal amplitude, thereby ensuring the robustness of the measurement. Experimental results also demonstrated that the proposed method boosted the echo signal-to-noise ratio to approximately 15 dB. Additionally, it successfully detected water levels in both aluminum and stainless-steel pipes. Therefore, it is considered to be a highly efficient non-contact and non-invasive method to measure liquid levels in metal pipes, and it has proved to hold significant potential for engineering applications.

Metal thickness measurements are essential in various industrial applications, yet current non-contact ultrasonic methods face limitations in range and accuracy, hindering the widespread adoption of electromagnetic ultrasonics. This study introduces a novel combined thickness measurement method employing fuzzy logic, with the aim of broadening the applicational scope of the EMAT. Leveraging minimal hardware, this method utilizes the short pulse time-of-flight (TOF) technique for initial thickness estimation, followed by secondary measurements guided by fuzzy logic principles. The integration of measurements from the resonance, short pulse echo, and linear frequency modulation echo extends the measurement range while enhancing accuracy. Rigorous experimental validation validates the method’s effectiveness, demonstrating a measurement range of 0.3–1000.0 mm with a median error within ±0.5 mm. Outperforming traditional methods like short pulse echoes, this approach holds significant industrial potential.

To enable flexible and accurate seismic wave simulations at continental scales (10°−60°) based on the spectral-element method using the open-source SPECFEM3D_Cartesian package, we develop a toolkit, Cube2sph, that allows the generation of customized spherical meshes that account for the Earth's curvature. This toolkit enables the usage of the perfectly matched layer (PML) absorbing boundary condition even when the artificial boundaries do not align with the coordinate axes. A series of numerical experiments are presented to validate the effectiveness of this toolkit. From these numerical experiments, we conclude that (1) continental-scale seismic wave simulations, especially surface wave simulations, can be more efficiently performed without the loss of accuracy by truncating the mesh at an appropriate depth, (2) curvilinear-grid PML can be used to effectively suppress artificial reflections for seismic wave simulations at continental scales, and (3) the Earth's spherical geometry needs to be accurately meshed in order to obtain accurate simulation results for study regions larger than 8°.