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第 38 卷 第 3 期 阳能军等： 电磁超声横波换能器中线圈的优化设计 433

by axial shear resonance using EMAT[J]. Journal of the
3 结论 Japanese Society for Non-Destructive Inspection, 2010,
59(7): 334–339.
本文通过有限元仿真方法，针对电磁超声换能 [2] 段伟亮, 康磊, 张晓辉, 等. 基于 FPGA 的电磁超声测厚仪 [J].
器进行了模型的建立与分析，并以改善电磁超声横 仪表技术与传感器, 2010(4): 14–16, 19.
波的传播特性为目标，对EMAT中的线圈进行了优 Duan Weiliang, Kang Lei, Zhang Xiaohui, et al. Develop-
ment of thickness gauge using EMAT based on FPGA[J].
化分析。得到如下结论：
Instrument Technique and Sensor, 2010(4): 14–16, 19.
(1) 激励电流的频率对电磁超声横波的近场长 [3] 杨理践, 诸海博, 邢燕好, 等. 基于电磁超声横波的铝板厚度
度和半扩散角有着明显影响，提高激励电流频率会 检测技术 [J]. 无损探伤, 2016, 40(4): 10–14.
使得近场长度增加和半扩散角减小，在实际检测过 [4] 李倩, 林书玉, 王春玲. 电磁超声换能器 (EMAT) 的应用技术
研究 [J]. 电子元器件应用, 2008(10): 71–73.
程中，需要考虑两方面的影响折中选取合适的频率。
[5] 江念, 王召巴, 陈友兴, 等. 电磁超声检测钢板厚度实验的参
(2) 线圈导线的厚度对于电磁超声横波的传播 数优化 [J]. 传感技术学报, 2015, 28(4): 498–502.
特性无明显影响。而导线的宽度和间距对横波的传 Jiang Nian, Wang Zhaoba, Chen Youxing, et al. The ex-
播特性有较大影响，增大导线宽度和间距，会使得 periment parameters of the steel-sheet thickness measure-
ment by electromagnetic ultrasonic[J]. Chinese Journal of
横波的近场长度和半扩散角增大，不利于超声检测。
Sensors and Actuators, 2015, 28(4): 498–502.
因此，减小 EMAT 中线圈导线的宽度及间距，以缩
[6] 张晓冰, 房琦, 苏日亮, 等. 用于检测厚铝板缺陷的体波
小线圈的尺寸是改善电磁超声横波传播特性的一 EMAT 优化方法 [J]. 电机与控制学报, 2017, 21(1): 108–
种有效方法。 114.
Zhang Xiaobing, Fang Qi, Su Riliang, et al. Optimal
method of bulk wave EMATs used in thick aluminum
参 考 文 献 plate with single flat-bottom hole[J]. Electric Machines
and Control, 2017, 21(1): 108–114.
[1] Kikuchi T, Fujimaki K, Language O. Non-destructive [7] 郑晖, 林树青. 超声检测 [M]. 第 2 版. 北京: 中国劳动社会保
evaluation of air-cooled heat exchanger tube corrosion 障出版社, 2008.