磁力可控电磁超声换能器设计及特性

作     者：涂君 蔡卓越 张旭 宋小春 TU Jun;CAI Zhuoyue;ZHANG Xu;SONG Xiaochun

作者机构：湖北工业大学机械工程学院武汉430068 现代制造质量工程湖北省重点实验室武汉430068 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2021年第57卷第2期

页      面：46-52页

核心收录：

学科分类：07[理学] 08[工学] 070206[理学-声学] 0802[工学-机械工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(51707058,51807052) 湖北省自然科学基金(2019CFA021)资助项目 

主　　题：电磁超声 偏置磁场 磁力可控 电磁铁 永磁体 

摘      要：电磁超声换能器一般采用具有超强磁力的稀土永磁制作,在实际检测中由于磁力不可控,存在偏置磁场不够强导致换能效率过低和磁力过强造成操作不方便等问题。提出一种偏置磁场磁力可控的电磁超声换能器,采用电磁铁与永磁铁相结合的方式,达到偏置磁场磁力可控的目的。通过有限元仿真和试验得出,提出的偏置磁场磁力可控的电磁超声换能器,在电磁铁处于关闭模式下,永磁铁能够提供基础磁场;采用增强模式或减弱模式,无被测物时,换能器下表面平均垂直磁通最大分别增强78.58%和减弱19.36%,而提离2 mm检测钢板时,换能器下方钢板表面平均垂直磁通最大分别增强52.99%和减弱38.02%;得出3种模式下,探头磁力随着提离距离缩小而增强的试验曲线;通过增强模式对铝板和钢板进行测厚试验,将检测信号幅值分别提高46.91%和62.01%。所设计的磁力可控电磁超声换能器不仅具有磁力可控的功能,还能够提高检测信号幅值。