电磁超声无损检测技术的ANSYS仿真研究(3)

电磁超声无损检测技术的ANSYS仿真研究

第３１卷

电子测量技术

●

导线下方感应出的动态磁场的磁感应强度如图５和图６所示。当不存在缺陷时，各条导线下方的磁感应强度曲线类似，只是幅值稍有不同。当存在缺陷时，选取的是导线３下方缺陷最深处正中央的节点，和导线４下方节点的磁感应强度进行比较。显然缺陷处磁感应强度要小的多，交变的磁场会在导体表面感应出电涡流，导体的电涡流受多种参数的共同影响，材料的电导率、磁导率、激励的频率、相邻导线的间距以及线圈与导体之间的提离距离等都影响其分布［８］。２种情况下被测导体表面感生的电涡流如图７和图８所示。可见缺陷处的涡流密度要比正常情况下小的多，这与缺陷处的磁感应强度也是成正比的，这说明涡流受到趋肤效应的影响，在被测导体中随深度衰减严重，若缺陷过深，那么其深处表面的感生涡流很可能无法测得。因此，无论是在ＥＭＡＴ检测装置的设计或是检测数据的分析中，都应充分考虑到涡流的趋肤效应，通过改变线圈的物理特性或提高换能器的转换效率来克服由趋肤效应引起的

影响。

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４结论

电磁超声无损检测技术用电磁感应涡流原理激发超

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声波，具有换能器与被测体表面非接触、无需耦合剂、重复性好、检测速度高等优点。通过有限元分析软件ＡＮＳＹＳ对ＥＭＡＴ进行仿真，直观地分析了缺陷对被测物体表面

磁感应强度和涡流等的影响，为利用ＥＭＡＴ无损检测技

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图５没有缺陷时线圈下方磁感应强度

术进行缺陷检测奠定了基础。

参考文献

［１］

魏成斌，刘志宏，陈斌．电磁声换能器性能测试研究［Ｊ］．实用测试技术，１９９５，６（１１）：１－５．

［２］

张广纯．电磁声（ＥＭＡ）检测技术的研究、开发与工程化［Ｊ］．应用声学，１９９７，１４（２）：１－６．

［３］

朱红秀，吴淼，刘卓然．用于钢管缺陷检测的电磁超声传感器优化设计研究［Ｊ］．仪器仪表学报，２００６，２７

（１２）：１７３４－１７３７．

［４］［５］

图６存在缺陷时线圈下方磁感应强度

李莺莺，靳世久，魏茂安．管道漏磁法检测的ＡＮＳＹＳ仿真研究［Ｊ］．无损检测，２００５，２７（２）：７２—７６．

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ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥ

（下转第３４页）

Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏａｓ

Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ，１９９３，２９（３）：２０８１—２０８９．

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