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
   66   67   68   69   70   71   72   73   74   75   76