高纯度横波蝶形线圈电磁超声换能器优化设计

蝶形线圈电磁超声换能器(EMAT)能够在铝块中同时激发出超声横波和纵波,接收信号中存在横波反射回波和纵波反射回波,纵波回波会影响缺陷检测的准确性。该文设计了一种变尺寸蝶形线圈EMAT,通过改变线圈不同位置导线的宽度与间距,改变不同位置的换能效率,以实现横波的增强和纵波的抑制。首先,考虑永磁体的空间磁场分布,分析蝶形线圈EMAT不同位置导线所受洛伦兹力与激发超声波类型的关系,结合有限元声场云图,得到EMAT接收信号中存在多个回波的原因;其次,研究线圈参数对换能效率和横波纵波幅值比的影响规律,利用有限元仿真确定变尺寸EMAT的设计参数;最后,制备常规与变尺寸蝶形线圈EMAT,采集无缺陷铝合金试块的回波,结果表明,当永磁体直径与线圈中心宽度比为1.92时,纵波幅值削弱了66.1%,横波幅值增大了36.3%,横纵波幅值比从5.8升至23.1。该文设计的变尺寸蝶形线圈EMAT实现了对纵波的削弱和横波的增强,提升了横波电磁超声内部缺陷检测的可靠性。

影响感应电场分布的线圈设计因素分析

本文理论上分析了影响头部磁刺激感应电场分布的各种因素 ,包括刺激线圈的形状、线圈的直径、直径与刺激深度比的影响以及线圈间距和通过线圈电流方向的影响等。分别计算了这些因素的变化引起的感应电场的变化情况 ,结果表明当直径为刺激深度的 2～ 4倍时磁刺激的定位性能较好。

高聚焦度经颅磁刺激线圈的研究

经颅磁刺激(transcranial magnetic stimulation,TMS)技术因其无痛、无创的优点已在临床的治疗和诊断中得到广泛的应用,而如何提高刺激线圈的聚焦度和灵活性仍是1个亟待解决问题。提出了双8字形刺激线圈,研究了双8字形线圈内外线圈的半径比及匝数比对刺激聚焦度的影响;并利用COMSOL仿真软件探究了圆形线圈阵列的刺激特性以及辅助线圈对刺激性能的影响。结果表明:双8字形线圈的聚焦度较普通8字形线圈其聚焦度最大可提高50%;圆形线圈阵列可通过控制独立线圈电流来灵活调节刺激模式,适当引入辅助线圈电流能有效提高线圈阵列的刺激聚焦度,但辅助线圈电流与主线圈电流之比应小于0.4。

横波测厚电磁超声换能器的优化设计及试验研究

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。

关于提高CSP带钢卷取温度命中率的探究

热轧CSP生产中发现,层流冷却设备中控制冷却水的72个气动蝶阀频繁的卡阻,降低了卷取温度的命中率,对产品的质量有较大的影响。原因是普通压缩空气里有大量的水分。为此,设计安装了一种自动排水的储气罐,基本消除了压缩空气中的水分,杜绝了气动蝶阀卡阻的情况,不仅提高了带钢产品的质量,还降低了设备维护成本。