基于Halbach阵列电磁超声纵波换能器优化设计

作者：蔡智超^*; 李毅博

来源：电工技术学报, 2021, 36(21): 4408-4417.

DOI：10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.201541

• 电磁超声换能器
• 纵波
• Halbach阵列
• 优化设计
• 正交试验
• 均匀试验

传统电磁超声纵波换能器换能效率低,水平偏置磁场弱且无法被充分利用,导致回波信号幅值小,影响检测结果的准确性。该文应用一种新型纵波换能器,其永磁体磁极方向按照Halbach阵列排布,能够显著增强水平磁场。为提高其回波幅值,利用有限元软件进行建模,分别采用正交试验和均匀试验方法,在考虑线圈匝数的前提下,对换能器参数进行优化。仿真结果表明,降低导线间距、导线宽度和导线高度,将永磁体提离距离固定在合适范围内,均可以增强回波信号;设置合适的激励电流频率,能够使得声衰减和回波幅值处于适中水平,有利于检测。实验结果表明,优化后的换能器相较于优化前回波幅值提高了83%。

• 单位
  华东交通大学