横波电磁超声相控阵换能器设计

作     者：翟国富 梁宝 贾文斌 杨金旭 汪开灿 Zhai Guofu;Liang Bao;Jia Wenbin;Yang Jinxu;Wang Kaican

作者机构：哈尔滨工业大学电器与电子可靠性研究所哈尔滨150001 

出 版 物：《电工技术学报》 (Transactions of China Electrotechnical Society)

年 卷 期：2019年第34卷第7期

页      面：1441-1448页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 07[理学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

主　　题：电磁超声换能器 相控阵 横波 声场分布 声束偏转特征 

摘      要：针对横波电磁超声相控阵换能器声场分布特征不明确的问题,采用有限元方法仿真分析不同换能器设计参数下横波声束偏转特征变化规律,据此提出横波电磁超声相控阵换能器设计方法。研究表明,横波位移分布受频率影响较小,但受阵元宽度影响明显。其中,0.2 mm阵元宽度激发产生的横波在±35°范围内位移分布平稳,随着阵元宽度的增加,横波能量朝向0°位置聚集。考虑到平稳位移分布更有利于保证相控阵换能器缺陷检测精度,因此采用0.2mm阵元宽度设计横波电磁超声相控阵换能器。此外,阵元间距选择和声束偏转角度控制的研究结果能够为横波电磁超声相控阵换能器设计提供快速、准确的指导。最后,实验验证了仿真模型的有效性。