非铁磁性金属材料螺旋线圈电磁超声换能器接收效率场路耦合分析

• 作者: 吴运新 张涛 石文泽 谭良辰 韩雷 龚海
• 来源期刊: 中南大学学报（自然科学版）
• 学科: 工学
• 关键词: 电磁超声换能器 螺旋线圈 场路耦合 接收效率 有限元方法
• 年，卷（期）: 2017,（12）
• 所属期刊栏目: 机械工程 ? 控制科学与工程
• 页码范围: 3200-3208
• 页数: 9页
• 分类号: TB552
• 字数: 5561字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2017.12.009

摘要

针对电磁超声换能器(electromagnetic acoustic transducer,EMAT)接收信号十分微弱的问题,建立包括螺旋线圈EMAT换能过程和接收等效电路的场路耦合有限元模型;分析阻抗匹配参数、线圈导线直径、前置放大器的输入阻抗和铜背底至线圈间距对EMAT接收效率的影响规律.研究结果表明:当线圈导线直径为0.25 mm,前置放大器输入阻抗为1 kΩ,铜背底至线圈距离为0.5 mm时,实验接收横波信号幅值可以提高3倍以上;场路耦合分析方法能够综合考虑接收电路的输出增益和接收EMAT的换能效率,可以更准确地指导EMAT系统设计.