非铁磁材料表面波电磁超声换能器接收性能分析与优化设计

摘要：

电磁超声换能器(electromagnetic acoustic transducer， EMAT)接收信号十分微弱，限制了电磁超声无损检测技术的应用。通过对表面波电磁超声换能器进行发射–接收过程多物理场有限元的建模与分析，发现换能器几何参数对其接收性能具有重要影响。为此，在所建有限元模型基础上，利用正交试验设计方法提取了影响 EMAT 接收性能的关键参数并对 EMAT 几何参数进行了优化设计。优化后电磁超声接收电压峰峰值增长为优化前的1.41倍。设计了一种同向6根导线结构的曲折线圈，又将接收电压提高至优化后的3.83倍，大大提高了 EMAT 的接收性能。最后，实验验证了模型和优化设计方法的有效性。

关键词：电磁超声换能器、多物理场、有限元建模、优化设计、正交试验设计

分类号：TB552(声学工程)

资助基金：国防科技工业技术基础科研项目Z162010T002。 The National Defense Science and Technology Industrial Technology Research Project Z162010T002

在线出版日期：2015-05-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：2360-2365