Page 71 - 无损检测2022年第五期
P. 71
陈一博,等:
多通道体导一体电磁超声换能器的优化设计
行周向、 轴向导波检测和测厚, 降低了所需磁铁数
量。基于有限元仿真对换能器磁铁结构进行了优化
设计, 改进了磁铁结构。研究结果表明: 组合型磁铁
在工件近表面激发的磁场强度大于传统磁铁结构在
工件近表面激发的磁场强度; 新型磁铁结构z 轴方
向磁场强度提升了 14.52% ; 相较于传统 U 型磁铁
导波信号换能器的幅值, 组合型磁铁的信号幅值提
升了 19.5% ; 相较于传统单极型磁铁测厚换能器的
信噪比, 组合型磁铁的信噪比提升了 2dB 。
参考文献:
[ 1 ] LEINOVE , LOWE M JS , CAWLEY P.Ultrasonic
isolationofburied p i p es [ J ] .JournalofSoundand
Vibration , 2016 , 363 : 225-239.
[ 2 ] 曲志刚, 武立群, 安阳, 等 . 超声导波检测技术 的 发 展
图 8 单极型磁铁和组合型磁铁的接收信号波形
与应用现 状[ J ] . 天 津 科 技 大 学 学 报, 2017 , 32 ( 4 ): 1-
8.
[ 3 ] 翟国富, 梁宝, 邓超然, 等 . 耐高温双线圈结构 电 磁 超
声换能器设计[ J ] . 中国电机工程学报, 2021 , 41 ( 11 ):
3943-3951.
[ 4 ] ISLAJ , CEGLAF.O p timizationofthebiasma g netic
fieldofshearwaveEMATs [ J ] .IEEETransactionson
Ultrasonics , Ferroelectrics , and Fre q uenc y Control ,
2016 , 63 ( 8 ): 1148-1160.
[ 5 ] 康磊, 金昱, 潘峰, 等 . 曲折线圈型电磁超声表面波换
能器的优化设计[ J ] . 仪表技术与传感器, 2015 ( 6 ): 1-
4 , 7.
[ 6 ] 郝宽胜, 黄松岭, 赵伟, 等 . 电磁超声换能器新 型 线 圈
阻抗及 匹 配 电 容 的 计 算 [ J ] . 高 技 术 通 讯, 2010 , 20
( 8 ): 845-849.
[ 7 ] 吴德会, 黄超, 杨凡, 等 . 一种可抑制电磁冲击 盲 区 的
新型 电 磁 超 声 检 测 技 术 研 究 [ J ] . 仪 器 仪 表 学 报,
图 9 U 型磁铁和组合型磁铁的接收信号波形
2019 , 40 ( 12 ): 64-70.
回波信号幅值相较于 U 型磁铁 EMAT 换能器的幅 [ 8 ] 刘素贞, 王文杰, 张闯, 等 . 高能脉冲激励下的 电 磁 超
值分别提升了 83% 、 56% 和 19.5% 。综上所述, 组 声响应特性[ J ] . 电 工 技 术 学 报, 2019 , 34 ( 20 ): 4171-
合型磁铁的 EMAT 换能器可以同时激发测厚信号 4178.
和导波信号; 在相同条件下, 其测厚和导波的接收信 [ 9 ] SABLIK MJ , LU Y C , BURKHARDT G L.
Modelin gma g netostrictive g enerationofelasticwaves
号优于传统磁铁结构接收到的信号, 可提升 EMAT
insteel p i p es , II.Com p arison to ex p eriment [ J ] .
换能器检测的效率和准确性。
InternationalJournalofA pp liedElectroma g neticsand
4 结语 Mechanics , 1999 , 10 ( 2 ): 167-176.
[ 10 ] 王晓煜, 高斯佳, 范振全 . 基于激励单一模态 Lamb 波
设计了一种集电磁超声导波与测厚于一体的电 磁致伸缩换能器的结构优化仿真分析[ J ] . 应用力学
磁超声换能器, 设计了全新的磁铁结构, 可以同时进 学报, 2020 , 37 ( 5 ): 2190-2196 , 2333.
7
3
2022 年 第 44 卷 第 5 期
无损检测

