DOI: https://doi.org/10.20535/S0021347020050027
Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ по подписке
Элементы преобразователя электромагнитного типа

Применение интегрального преобразования Ханкеля в расчетах индуктивностей кольцевых катушек. Часть 1

Олег Николаевич Петрищев, Маргарита Игоревна Романюк, Григорий Михайлович Сучков

Аннотация


В современных приборах неразрушающего контроля и технической диагностики металлоизделий главным образом используются электроакустические преобразователи электромагнитного типа. Проблема влияния измерительного прибора на параметры регистрируемых сигналов, т. е. на результаты измерений, может быть устранена, если заранее известно влияние размеров электрического контура излучателей и приемников переменного магнитного поля на эффективность генерации и приема упругих волн электромагнитно-акустическим способом.

Статья посвящена разработке и апробации метода расчета индуктивности электрического контура кольцевых катушек, которые используются в электроакустических преобразователях электромагнитного типа. Усовершенствование вычислительной техники позволило для указанной цели применить методы интегральных преобразований, до сих пор считающиеся непригодными для практических расчетов.

Представлен новый метод расчета индуктивности электрического контура, располагающегося вблизи токопроводящего ферромагнетика. Показано решение модельного примера для случая кольцевой катушки в вакууме. Достоверность предложенного метода подтверждена полученными результатами, которые полностью соответствуют общеизвестному представлению о поведении электромагнитного поля в токопроводящем ферромагнетике.


Ключевые слова


электромагнитно-акустический преобразователь; индуктивность; кольцевая катушка; уравнения Максвелла; интегральные преобразования Ханкеля; ферромагнетик

Полный текст:

PDF

Литература


R. B. Thompson, “Physical principles of measurements with emat transducers,” in Physical Acoustics, vol. 19, no. C, Academic Press, 1990, pp. 157-200, doi: https://doi.org/10.1016/B978-0-12-477919-8.50010-8.

G. M. Suchkov, A. V. Donchenko, A. V. Desyatnichenko, A. A. Kelin, and E. L. Nozdracheva, “Increasing the sensitivity of EMA devices,” Russ. J. Nondestruct. Test., vol. 44, no. 2, pp. 86-90, 2008, doi: https://doi.org/10.1134/S1061830908020022.

С. Ю. Плеснецов, О. Н. Петрищев, Р. П. Мигущенко, and Г. М. Сучков, “Моделирование процесса электромагнитно-акустического преобразования при возбуждении крутильных волн,” Технічна електродинаміка, no. 3, pp. 79-88, 2017, doi: https://doi.org/10.15407/techned2017.03.079.

А. Г. Горбашова, О. Н. Петрищев, М. И. Романюк, Г. М. Сучков, and С. В. Хащина, “Исследование передаточных характеристик ультразвуковых трактов с электромагнитным возбуждением и регистрацией волн Рэлея в ферромагнетиках. Часть 1,”Електроніка та звязок, no. 2, pp. 69-80, 2013, uri: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=21446152.

R. Ribichini, F. Cegla, P. B. Nagy, and P. Cawley, “Study and comparison of different EMAT configurations for SH wave inspection,” IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control, vol. 58, no. 12, pp. 2571-2581, 2011, doi: https://doi.org/10.1109/TUFFC.2011.2120.

M. Seher, P. Huthwaite, M. Lowe, P. Nagy, and P. Cawley, “Numerical design optimization of an EMAT for A0 Lamb wave generation in steel plates,” in AIP Conference Proceedings, 2014, vol. 1581 33, no. 1, pp. 340-347, doi: https://doi.org/10.1063/1.4864839.

H. M. Seung, C. Il Park, and Y. Y. Kim, “An omnidirectional shear-horizontal guided wave EMAT for a metallic plate,” Ultrasonics, vol. 69, pp. 58-66, 2016, doi: https://doi.org/10.1016/j.ultras.2016.03.011.

D. Rueter, “Induction coil as a non-contacting ultrasound transmitter and detector: Modeling of magnetic fields for improving the performance,” Ultrasonics, vol. 65, pp. 200-210, 2016, doi: https://doi.org/10.1016/j.ultras.2015.10.003.

J. Isla and F. Cegla, “Optimization of the bias magnetic field of shear wave EMATs,” IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control, vol. 63, no. 8, pp. 1148-1160, 2016, doi: https://doi.org/10.1109/TUFFC.2016.2558467.

J. He, K. Xu, and W. Ren, “Designs for improving electromagnetic acoustic transducers’ excitation performance,” Japanese J. Appl. Phys., vol. 57, no. 6, p. 067202, 2018, doi: https://doi.org/10.7567/JJAP.57.067202.

П. Л. Калантаров and Л. А. Цейтлин, Расчет индуктивностей. Справочная книга. Ленинград: Энергоатомиздат, 1986.

И. Е. Тамм, Основы теории электричества, 11th ed. Москва: Физматлит, 2003.

Н. С. Кошляков, Э. Б. Глинер, and М. М. Смирнов, Уравнения в частных производных математической физики. Москва: Высшая школа, 1970, uri: http://alexandr4784.narod.ru/kgs.html.

М. Абрамовиц and И. Стиган, Eds., Справочник по специальным функциям с формулами, графиками и математическими таблицами. Москва: Наука, 1979.

В. И. Смирнов, Курс высшей математики. Санкт-Петербург: БХВ-Петербург, 2008.


Метрики статей

Загрузка метрик ...

Metrics powered by PLOS ALM





© Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника, 2004–2020
При копировании активная ссылка на материал обязательна
ISSN 2307-6011 (Online), ISSN 0021-3470 (Print)
т./ф. +38044 204-82-31, 204-90-41
Условия использования сайта