导读:本文包含了电磁超声换能器论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:超声,电磁,换能器,导波,线圈,表面波,有限元。
电磁超声换能器论文文献综述
王倩,张斌,王桔,常森[1]（2019）在《U型电磁超声换能器叁维仿真研究》一文中研究指出针对U型电磁超声表面波换能器(electromagnetic acoustic transducer,EMAT)换能效率低的问题,提出一种基于叁维仿真的研究方法。首先,在Maxwell软件中建立U型电磁超声无损检测激发探头叁维有限元模型并进行仿真分析,研究电磁超声换能器中线圈间距、截面积以及提离距离和磁铁类型及几何参数对换能效率的影响。结果表明:在使用蛇形线圈和U型磁铁作为电磁超声表面波换能器的情况下,减小线圈的提离距离、线圈截面积,适当增大线圈间距可以提高EMAT换能效率;此外,正交方差分析法对U型永磁铁的几何参数研究表明,U型永磁铁的宽度对换能效率的影响显着。(本文来源于《中国测试》期刊2019年11期）
张金,赵亮,石文泽,王鑫,董子华[2]（2019）在《曲折线圈电磁超声换能器激励性能优化设计》一文中研究指出针对电磁超声换能器EMAT(Electromagnetic Acoustic Transducer)换能效率较低的问题,以铝板为研究对象,对传统的表面波电磁超声换能器进行了有限元建模及参数优化。分析了激励EMAT的换能机理,建立曲折线圈EMAT检测过程的有限元模型,并基于正交试验设计方法进行优化设计,分析了永磁体尺寸、线圈设计参数、线圈层数及层间距、线圈连接方式等因素对EMAT激励效率的影响规律,得到了激励EMAT探头的最佳参数组合。研究结果表明,永磁体高度越高,宽度越窄,曲折线圈导线宽度越窄,导线高度越低,双层线圈间距越小,背板与上层线圈间距越小,并采用分裂线圈,EMAT探头的换能效率最高;多层曲折线圈之间采用并联连接相比串联连接换能效率提高50%以上,且并联曲折线圈层数不宜过多也不宜过少。(本文来源于《传感技术学报》期刊2019年08期）
于腾飞[3]（2019）在《聚焦换能器电磁超声检测系统的设计与研究》一文中研究指出随着我国工业化进程的加快与工业技术的快速发展,无损检测技术的重要性逐渐显现。无损检测(NDT)是一种检测试件缺陷和老化而不损坏被测试件的重要技术。当前我们正面临着结构缺陷引起的严重问题,故检测试件的疲劳、应力、热老化、腐蚀等导致的组织缺陷具有十分重要的意义。在传统的无损检测技术中,超声波测试(UT)是应用于关键结构(如管道和固化外壳)的最常见的无损检测技术,这确保了关键部件的安全性,避免了巨大的经济损失和严重的环境污染。常见的超声检测方法包括压电检测和电磁超声检测。压电检测技术存在着一些明显的缺点,如在检测过程中必须使用耦合剂,换能器与空气层、空气层与试件之间存在着较大的声阻抗,用于激发的能量无法完全传递。与压电检测技术相比,电磁超声换能器(EMAT)最大的优势就是不需要耦合剂且并且可以非接触检测。但同时,电磁超声检测技术存在具有固有的缺点,即能量转换效率低、回波信号幅度低、信噪比较低等,这些是在设计电磁超声检测试系统时不可忽视的地方。本文针对现有电磁超声检测系统匮乏、传统换能器回波信号幅值低、缺陷空间分辨率不高等问题,设计了一种能够使用聚焦换能器的电磁超声检测平台。本文首先论述了电磁超声换能机理和两种聚焦换能器工作原理,使用叁维与二维软件构建出了聚焦型换能器的空间与平面结构,并将其导入到COMSOL多物理场仿真软件中,对聚焦型换能器的多项参数如永磁铁尺寸等进行仿真优化,构建出其聚焦声场模型,进一步提高了其理论可行性。在电磁超声检测试验平台的硬件系统设计中,首先根据FPGA内控件PLL的基本原理,设计出了频率、占空比、周波数等可调的稳定时钟信号;为防止后端高压电路冲击前端FPGA控制电路,设计了可阻隔前后端直接联系的光耦电路;为提高驱动N型MOS管的能力,采用了MOS管专用驱动芯片,极大的提高了驱动MOS管的能力;然后设计出了由四个MOS管组成的可以将直流信号变为交流信号的全桥逆变转换电路,输出高频、高压、大电流的脉冲激励信号。在信号调理电路中,首先设计能够放大回波信号的叁级放大电路。然后选用了一个中心频率可调的带通滤波器,用于回波信号的滤波处理。使用Labview软件设计了可用于观察信号波形的显示界面,可用于实时观测缺陷波形。在带有人工制造缺陷的铝板上分别进行了压电超声、常规型EMAT、聚焦型EMAT的检测试验,检测结果表明聚焦型EMAT回波幅值高于常规型EMAT,具有明显的聚焦效果,实用效果突出。(本文来源于《南昌航空大学》期刊2019-05-29）
阳能军,封礼发,唐旭明,张宪宇,姚春江[4]（2019）在《电磁超声横波换能器中线圈的优化设计》一文中研究指出为改善电磁超声换能器在1Cr18Ni9Ti不锈钢材料中激发横波的特性,提出一种基于正交试验的优化方法,并利用有限元仿真软件COMSOL Multiphysics建立了电磁超声横波换能器的有限元模型,应用正交试验和极差分析法,分析了线圈各参数对电磁超声横波的近场长度和半扩散角的影响,比较了线圈各参数影响程度的大小。结果表明,激励电流的频率和线圈的尺寸对横波的传播特性有着明显影响,提高频率会使得横波的近场长度增大及半扩散角减小;其次,减小导线的宽度及间距,以缩小线圈尺寸能有效改善横波的传播特性。(本文来源于《应用声学》期刊2019年03期）
翟国富,梁宝,贾文斌,杨金旭,汪开灿[5]（2019）在《横波电磁超声相控阵换能器设计》一文中研究指出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。(本文来源于《电工技术学报》期刊2019年07期）
张闯,魏琦,刘素贞,杨庆新[6]（2019）在《小尺寸试件检测用单向单模态电磁超声换能器设计》一文中研究指出用于小尺寸薄板试件超声检测时,兰姆波的频散和多模态特性、电磁超声换能器(EMAT)的多方向发射特性以及板材的端面反射影响等将导致采集的超声回波信号十分复杂,不利于进一步分析信号。该文在传统EMAT的基础上,依据波的迭加原理,提出一种利用四个曲折线圈激发单向单模态兰姆波的电磁超声兰姆波激励方法,通过改变线圈线间距、激励电流方向和延迟时间等来选择性地控制兰姆波的激发方向和模态,减少缺陷检测中的干扰波,并将其应用于小尺寸板材的缺陷检测。通过与传统单线圈EMAT进行仿真和实验对比,验证了该新型EMAT在10 cm长的薄铝板缺陷检测中的可行性,缺陷回波信号清晰可辨,大大降低了后续的信号处理难度。(本文来源于《电工技术学报》期刊2019年17期）
周进节,郑阳,张宗健,谭继东[7]（2018）在《基于电磁超声换能器阵列的管道螺旋导波传播规律研究》一文中研究指出螺旋导波因在管道超声导波层析成像中的巨大应用价值,近年来受到研究者们的重视。阐述管道螺旋导波的激发/接收条件、传播路径和波前形状等规律。建立FE模型,研究由圆环波前S_0模态兰姆波在管道上形成螺旋导波的过程。组建了双环24阵元的电磁超声换能器阵列及试验系统,170k Hz下激发圆环波前S_0模态兰姆波在管道中产生螺旋导波,试验研究了激励源所在圆周及管段上的波动场信号特征。仿真和试验结果表明,管道螺旋导波实质上是兰姆波在曲面上的传播形态,可由管道某处点源激发兰姆波产生,主要存在于波动场的近场。由于管道结构的封闭性,兰姆波的波前在管道上反复交叉前行,形成了螺旋传播路径。从波源到管道上任意一点的螺旋导波传播路径有无数条,各阶螺旋角不连续。利用螺旋导波进行管段检测提供了缺陷的多角度入射信息,对缺陷高分辨率检测具有重要意义。(本文来源于《机械工程学报》期刊2018年22期）
唐东林,侯军[8]（2018）在《基于Halbach原理的电磁超声换能器永磁铁设计》一文中研究指出在实际应用中,电磁超声换能器EMAT(Electromagnetic Acoustic Transducer)的转换效率低是一个普遍存在的问题。为了提高接收信号的幅度,通过两种永久磁铁结构对比后,提出一种基于Halbach阵列的永磁铁的新型结构模型。对磁铁的提离距离进行仿真实验,结果表明最合适提离距离为2 mm。通过理论计算与有限元方法验证了其结构的可行性与有效性,信噪比是传统EMAT结构的1.9倍。新型EMAT结构验证实验结果表明,接收信号信噪比为传统EMAT结构1.77倍,信噪比误差在7%以内。(本文来源于《传感技术学报》期刊2018年10期）
时亚,石文泽,陈果,陈尧,卢超[9]（2018）在《钢轨踏面检测电磁超声表面波换能器优化设计》一文中研究指出钢轨踏面疲劳裂纹的产生严重影响了列车的运行安全,及时有效对钢轨踏面裂纹进行检测与评价具有重要意义。电磁超声换能器(EMAT)具有非接触、无需处理粗糙表面,易于实现快速自动检测技术等优点,但是易受提离影响、换能效率低,因此需要对EMAT进行优化设计以提高其检测灵敏度。建立多根分裂曲折线圈接收EMAT的有限元模型,基于正交试验表,分析了曲折线圈导线宽度、高度和根数以及永磁铁尺寸、提离对接收电压信号幅值的影响规律。在此基础上,获得了表面波EMAT的最佳参数组合,并通过实验加以验证。研究结果表明,与传统EMAT线圈相比,多根分裂曲折线圈EMAT的接收信号幅值可以提高50.8%;利用AB扫检测方法,表面波EMAT可以有效检出钢轨踏面裂纹。(本文来源于《仪器仪表学报》期刊2018年08期）
杨洋[10]（2018）在《工业管道电磁超声导波换能器设计及实验研究》一文中研究指出管道运输在石油化工行业中发挥着重要作用,管道的质量检测是保障运输安全的必要手段,因此,管道的无损检测技术一直是研究的热点。传统的超声检测技术为单点检测,对于长距离管道的检测较为困难。利用电磁超声导波技术检测管道裂纹可以解决这一难题,线检测不仅比单点检测省时、高效,而且具有非接触检测、可在高温下工作及检测距离可达数十米等优点。换能器是实现电磁超声导波管道检测的基础和关键,而纵向导波换能器对管道周向缺陷具有很高的检测灵敏度,在低频范围内具有良好的检测效果,开展基于磁致伸缩机理的纵向导波换能器设计及搭建完整的管道缺陷检测系统,对促进电磁超声导波管道缺陷检测技术的推广应用具有重要价值。本文对基于磁致伸缩机理的电磁超声导波换能器激励导波的过程进行了理论研究,在此基础上设计并制作出用于管道检测的基于磁致伸缩机理的换能器,搭建了完整的实验检测系统平台,对所设计换能器及管道缺陷检测系统开展了相关实验研究,论文的主要内容如下:(1)论述了电磁超声导波技术应用于管道检测的研究背景及意义,并简介了其研究概况,综述了国内外关于磁致伸缩机理的超声导波无损检测技术的研究现状,提出了本文的研究内容和研究路线;(2)介绍了磁致伸缩效应产生机理,分析了磁致伸缩导波技术应用于管道裂纹检测的原理,在前人理论工作基础上,详细推导了圆管中的导波理论,得出了圆管中导波的频散方程,对频散曲线进行数值计算,确定了检测管道裂纹所用的导波模式及激励方式,并给出了在圆管中激励L(0,2)模式超声导波的方法。(3)设计了基于磁致伸缩机理的换能器结构,研究了磁路结构对换能器偏置磁场强度和分布均匀性的影响,在此基础上对换能器的偏置磁场和激励线圈结构及参数进行了设计,完成了换能器的阻抗匹配设计,并制作出了换能器实物。(4)搭建了完整的基于磁致伸缩机理的电磁超声导波管道缺陷检测系统实验平台,并进行试验研究,对所设计的换能器进行了性能测试实验,并结合导波传播的数值仿真分析作了信号衰减的实验研究,最后对含裂纹缺陷的管道进行检测实验与信号分析,实验结果表明本文设计的基于磁致伸缩机理的电磁超声换能器能够有效的激励L(0,2)模式的纵向导波,所设计搭建的检测系统可以实现对含周向裂纹缺陷管道的无损检测。(本文来源于《东北石油大学》期刊2018-06-01）
电磁超声换能器论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
针对电磁超声换能器EMAT(Electromagnetic Acoustic Transducer)换能效率较低的问题,以铝板为研究对象,对传统的表面波电磁超声换能器进行了有限元建模及参数优化。分析了激励EMAT的换能机理,建立曲折线圈EMAT检测过程的有限元模型,并基于正交试验设计方法进行优化设计,分析了永磁体尺寸、线圈设计参数、线圈层数及层间距、线圈连接方式等因素对EMAT激励效率的影响规律,得到了激励EMAT探头的最佳参数组合。研究结果表明,永磁体高度越高,宽度越窄,曲折线圈导线宽度越窄,导线高度越低,双层线圈间距越小,背板与上层线圈间距越小,并采用分裂线圈,EMAT探头的换能效率最高;多层曲折线圈之间采用并联连接相比串联连接换能效率提高50%以上,且并联曲折线圈层数不宜过多也不宜过少。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
电磁超声换能器论文参考文献
[1].王倩,张斌,王桔,常森.U型电磁超声换能器叁维仿真研究[J].中国测试.2019
[2].张金,赵亮,石文泽,王鑫,董子华.曲折线圈电磁超声换能器激励性能优化设计[J].传感技术学报.2019
[3].于腾飞.聚焦换能器电磁超声检测系统的设计与研究[D].南昌航空大学.2019
[4].阳能军,封礼发,唐旭明,张宪宇,姚春江.电磁超声横波换能器中线圈的优化设计[J].应用声学.2019
[5].翟国富,梁宝,贾文斌,杨金旭,汪开灿.横波电磁超声相控阵换能器设计[J].电工技术学报.2019
[6].张闯,魏琦,刘素贞,杨庆新.小尺寸试件检测用单向单模态电磁超声换能器设计[J].电工技术学报.2019
[7].周进节,郑阳,张宗健,谭继东.基于电磁超声换能器阵列的管道螺旋导波传播规律研究[J].机械工程学报.2018
[8].唐东林,侯军.基于Halbach原理的电磁超声换能器永磁铁设计[J].传感技术学报.2018
[9].时亚,石文泽,陈果,陈尧,卢超.钢轨踏面检测电磁超声表面波换能器优化设计[J].仪器仪表学报.2018
[10].杨洋.工业管道电磁超声导波换能器设计及实验研究[D].东北石油大学.2018
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