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题名高纯度横波蝶形线圈电磁超声换能器优化设计
被引量：4
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作者
董明
李航辉
马宏伟
陈渊
曹现刚
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机构
西安科技大学机械工程学院
西安科技大学陕西省矿山机电装备智能检测与控制重点实验室
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出处
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第11期3270-3279,共10页
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基金
国家自然科学基金(51705418,52175518,52274158)
陕西省自然科学基础研究计划—陕煤联合基金(2021JLM-07)资助项目。
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文摘
蝶形线圈电磁超声换能器(EMAT)能够在铝块中同时激发出超声横波和纵波,接收信号中存在横波反射回波和纵波反射回波,纵波回波会影响缺陷检测的准确性。该文设计了一种变尺寸蝶形线圈EMAT,通过改变线圈不同位置导线的宽度与间距,改变不同位置的换能效率,以实现横波的增强和纵波的抑制。首先,考虑永磁体的空间磁场分布,分析蝶形线圈EMAT不同位置导线所受洛伦兹力与激发超声波类型的关系,结合有限元声场云图,得到EMAT接收信号中存在多个回波的原因;其次,研究线圈参数对换能效率和横波纵波幅值比的影响规律,利用有限元仿真确定变尺寸EMAT的设计参数;最后,制备常规与变尺寸蝶形线圈EMAT,采集无缺陷铝合金试块的回波,结果表明,当永磁体直径与线圈中心宽度比为1.92时,纵波幅值削弱了66.1%,横波幅值增大了36.3%,横纵波幅值比从5.8升至23.1。该文设计的变尺寸蝶形线圈EMAT实现了对纵波的削弱和横波的增强,提升了横波电磁超声内部缺陷检测的可靠性。
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关键词
横波电磁超声换能器
高纯度横波
变尺寸蝶形线圈
缺陷检测
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Keywords
Shear wave electromagnetic acoustic transducers(EMATs)
high-purity shear wave
varied-size butterfly coil
defect detection
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分类号
TB552
[理学—声学]
TM93
[电气工程—电力电子与电力传动]
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