螺旋线圈电磁超声换能器声场模拟和管材探伤阵列超声换能器研究

摘要

本论文主要研究螺旋线圈型电磁超声换能器和压电阵列超声换能器的声场分布和实验验证。 在螺旋线圈型电磁超声换能器的研究中，论文从电磁场的麦克斯韦方程组及应力分析中的克里斯托费尔方程出发，推导得到了超声声场的解析表达式，利用MATLAB对其进行了数值计算，得到的结果与文献[1]相符合。 在压电阵列超声换能器的声场实验中，对几种阵列压电超声探头（双晶片斜探头和直探头，十晶片聚焦斜探头）进行了测量实验，利用声线理论计算了它们在钢管中的入射角、折射角、内外伤范围等探头参数，最后利用超声扫描成像装置测量了双晶片斜探头的声场扫描图像，验证了该探头在钢管中的声场分布。

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致谢

1 绪论

1.1 电磁超声换能器研究

1.2 压电超声换能器研究

2 电磁超声换能器的声场计算及仿真

2.1 引言

2.2 螺旋线圈的空间磁场

2.2.1 空间磁场的理论模型

2.2.2 螺旋线圈等效电路的阻抗数值计算

2.2.3 空间磁场的计算与仿真

2.3 平面螺旋线圈作用下铝中超声波声场

2.3.1 介质铝中的洛伦兹力-f(L)

2.3.2 Christoffel(克里斯托费尔)方程

2.3.3 耦合波方程

2.4 结论

3 管材探伤阵列超声换能器的声场研究

3.1 引言

3.2 实验分析

3.2.1 外伤

3.2.2 内伤

3.3 内外伤范围分析

3.4 压电超声换能器的声场扫描

3.5 结论

4 结论与展望

参考文献

作者简历