横波测厚电磁超声换能器的优化设计及试验研究

来源：电子测量技术杂志2021年第5期北京时间：

作者：岑鑫，潘高，王雪梅，倪文波

单位：西南交通大学机械工程学院，四川成都 610031

摘要：电磁超声换能器能进行非接触检测，使用方便，但缺点是换能效率低，为了提高横波电磁超声换能器的换能效率，分析电磁超声换能器工作原理，利用COMSOL Multiphysics软件对电磁超声换能器进行三维建模仿真，分析了永磁体不同放置方式和几何尺寸对换能器激励洛伦兹力大小的影响。进一步应用正交试验法对蝶形线圈的几何尺寸参数进行优化设计，得到最佳的横波换能效率。最后，利用超声波检测系统进行铝板测厚试验。结果表明，永磁铁垂直放置激发横波的效率更高，采用蝶形线圈激励超声横波信号的幅值比螺旋线圈高出50%，蝶形线圈比螺旋线圈具有更理想的横波换能效率。

关键词：电磁超声换能器 蝶形线圈 换能效率 正交试验法