Применение интегрального преобразования Ханкеля в расчетах индуктивностей кольцевых катушек. Часть 2

Автор(и)

  • Олег Николаевич Петрищев Киевский научно-исследовательский институт гидроприборов, Ukraine https://orcid.org/0000-0001-7529-9076
  • Маргарита Игоревна Романюк Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт им. Игоря Сикорского", Ukraine https://orcid.org/0000-0002-2238-0257
  • Григорий Михайлович Сучков Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", Ukraine https://orcid.org/0000-0002-1805-0466

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347020070018

Ключові слова:

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

Анотація

Изменения геометрических параметров кольцевых катушек, которые являются обязательным элементом конструкции преобразователей, применяющихся для неразрушающего контроля ферромагнитных металлов, влекут за собой изменение коэффициента самоиндукции (индуктивности) источника переменного магнитного поля.

В статье, на основании предложенного в [1] подхода, получены расчетные соотношения для определения индуктивности круговых катушек, позволяющие учитывать реальные размеры индукторов, которые одинаково пригодны для ситуаций, когда катушка расположена в пустом пространстве, а также возле токопроводящего ферромагнетика или металла неферромагнитной группы. При расчете индуктивности круговой катушки, расположенной вблизи намагниченной токопроводящей ферромагнитной пластины, установлено, что индуктивность контура является частотно-зависимой комплекснозначной функцией, зависящей от расстояния между пластиной и круговой катушкой. Выполнены измерения индуктивности катушки, расположенной над токопроводящей ферромагнитной пластиной при изменении величины неконтакта, результаты которых свидетельствуют о физической содержательности и достоверности теоретических положений и расчетов.

Полученные качественные и количественные результаты соответствуют общепринятому энергетическому определению коэффициента самоиндукции.

Біографія автора

Маргарита Игоревна Романюк, Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт им. Игоря Сикорского"

факультет электроники, кафедра звукотехники и регистрации информации, 

ассистент

Посилання

О. Н. Петрищев, М. И. Романюк, Г. М. Сучков, “Применение интегрального преобразования ханкеля в расчетах индуктивностей кольцевых катушек. Часть 1,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 63, no. 5, pp. 277–289, 2020, doi: https://doi.org/10.20535/S0021347020050027.

R. B. Thompson, “Physical principles of measurements with emat transducers,” in Physical Acoustics, vol. 19, Cambridge, MA: Academic Press, 1990, pp. 157–200, doi: http://doi.org/10.1016/B978-0-12-477919-8.50010-8.

G. M. Suchkov, A. V. Donchenko, A. V. Desyatnichenko, A. A. Kelin, 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, 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, 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, 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, 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, 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, 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, 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, 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, М. М. Смирнов, Уравнения в Частных Производных Математической Физики. Москва: Высшая школа, 1970, uri: http://alexandr4784.narod.ru/kgs.html.

М. Абрамовиц, 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.

Опубліковано

2020-07-21

Як цитувати

Петрищев, О. Н., Романюк, М. И., & Сучков, Г. М. (2020). Применение интегрального преобразования Ханкеля в расчетах индуктивностей кольцевых катушек. Часть 2. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 63(7), 395–409. https://doi.org/10.20535/S0021347020070018

Номер

Розділ

Статті