金属管件外检式电磁超声导波换能器电磁场量的解析计算式

电磁超声导波检测具有检测精度高、适合高温检测、无需耦合剂等优势,已成为无损检测领域中重要的检测技术。电磁超声导波检测的核心部件是电磁超声导波换能器。本文针对一种非铁磁性金属小径管外检式电磁超声导波换能器,基于扩展截断区域特征函数展开法(ETREE)分别推导偏置磁场奇对称、偶对称,暂态电磁场奇对称、偶对称及四种组合形式下(偏置磁场奇对称与暂态电磁场偶对称组合、偏置磁场奇对称与暂态电磁场奇对称组合、偏置磁场偶对称与暂态电磁场奇对称组合、偏置磁场偶对称与暂态电磁场偶对称组合)的电磁场量解析计算式。通过与有限元仿真结果进行对比,发现四种组合情况下解析计算式求解得到的洛伦兹力与有限元仿真(FEM)所得结果吻合,相对误差小于5%,且求解时间更短,验证了本文所提解析计算式的正确性及高效性。