基于海尔贝克式排布的电磁铁EMAT研制

电磁声传感器由于其结构简单且无需耦合等特点,在超声无损检测领域具备显著的应用潜力。传统的永磁铁式横波电磁声传感器存在诸多缺陷,包括换能效率低、激发超声模态不具一致性,以及在铁磁性试件上检测时吸附力强、难以移动等,这些问题不仅影响了检测结果的准确性,也限制了其应用范围。本研究基于永磁铁海尔贝克式电磁声传感器以及空芯电磁铁电磁声传感器的特点,研制了一种新型的电磁铁横波传感器,实现单侧磁场增强的同时,可实现偏置磁场强度可调。本文采用正交试验的方法对传感器励磁磁铁以及涡流线圈结构参数进行优化,提高了回波信号的幅值。研究结果表明,经过优化后的电磁声传感器对于铝板的检测,可显著增加试件表面产生的垂直磁场强度及分布范围,并大幅降低水平磁场,能够更有效地激发较为纯净的横波。

考虑封装的SAW谐振式传感器仿真研究

针对小体积射频声表面波(SAW)传感器性能受封装影响大的问题,该文提出了耦合模(COM)模型与三维电磁分析结合的仿真方法。利用COM模型计算出芯片的单端口S参数;使用三维电磁场仿真软件HFSS对表面贴装的陶瓷封装结构进行建模,仿真计算出封装的S参数;对芯片及封装结构S参数在电路仿真软件ADS中进行结合,得出考虑封装的SAW谐振式传感器仿真结果。实验制作了工作在428.5 MHz的SAW单端谐振传感器,采用该文所述方法仿真的理论结果与实验测量结果更接近,验证了上述方法的可行性。