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

Автор(и)

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

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347020050027

Ключові слова:

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

Анотація

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.

Біографія автора

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

факультет электроники, кафедра звукотехники и регистрации информации,

ассистент

Посилання

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.

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-05-22

Як цитувати

Петрищев, О. Н., Романюк, М. И., & Сучков, Г. М. (2020). Применение интегрального преобразования Ханкеля в расчетах индуктивностей кольцевых катушек. Часть 1. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 63(5), 277–289. https://doi.org/10.20535/S0021347020050027

Номер

Том 63 № 5 (2020)

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника

Издатель журнала Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника (сокр. "Известия вузов. Радиоэлектроника"), Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", учитывает, что доступ автора к его статье является важным как для самого автора, так и для спонсоров его исследований. Мы представлены в базе издателей SHERPA/RoMEO как зеленый издатель (green publisher), что позволяет автору выполнять самоархивирование своей статьи. Однако важно, чтобы каждая из сторон четко понимала свои права. Просьба более детально ознакомиться с Политикой самоархивирования нашего журнала.

Политика оплаченного открытого доступа POA (paid open access), принятая в журнале, позволяет автору выполнить все необходимые требования по открытому доступу к своей статье, которые выдвигаются институтом, правительством или фондом при выделении финансирования. Просьба более детально ознакомиться с политикой оплаченного открытого доступа нашего журнала (см. отдельно).

Варианты доступа к статье:

1. Статья в открытом доступе POA (paid open access)

В этом случае права автора определяются лицензией CC BY (Creative Commons Attribution).

2. Статья с последующим доступом по подписке

В этом случае права автора определяются авторским договором, приведенным далее.

  • Автор (каждый соавтор) уступает Издателю журнала «Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника» НТУУ «КПИ» на срок действия авторского права эксклюзивные права на материалы статьи, в том числе право на публикацию данной статьи издательством Аллертон Пресс, США (Allerton Press) на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems». Передача авторского права охватывает исключительное право на воспроизведение и распространение статьи, включая оттиски, переводы, фото воспроизведения, микроформы, электронные формы (он- и оффлайн), или любые иные подобные формы воспроизведения, а также право издателя на сублицензирование третьим лицам по своему усмотрению без дополнительных консультаций с автором. При этом журнал придерживается Политики конфиденциальности.
  • Передача прав включает право на обработку формы представления материалов с помощью компьютерных программам и систем (баз данных) для их использования и воспроизводства, публикации и распространения в электронном формате и внедрения в системы поиска (базы данных).
  • Воспроизведение, размещение, передача или иное распространение или использование материалов, содержащихся в статье должно сопровождаться ссылкой на Журнал и упоминанием Издателя, а именно: название статьи, имя автора (соавторов), название журнала, номер тома, номер выпуска, копирайт авторов и издателя "© Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт"; © автор(ы)".
  • Автор (каждый соавтор) материалов сохраняет все права собственника материалов, включая патентные права на любые процессы, способы или методы и др., а также права на товарные знаки.
  • Издатель разрешает автору (каждому соавтору) материалов следующее:
  1. Право пользоваться печатными или электронными вариантами материалов статьи в форме и содержании, принятыми Издателем для публикации в Журнале. Подробнее см. политики Оплаченного открытого доступа, подписки и самоархивирования.
  2. Право бесплатно копировать или передавать коллегам копию напечатанной статьи целиком или частично для их личного или профессионального использования, для продвижения академических или научных исследований или для учебного процесса или других информационных целей, не связанных с коммерческими целями.
  3. Право использовать материалы из опубликованной статьи в написанной автором (соавторами) книге, монографии, учебнике, учебном пособии и других научных и научно-популярных изданиях.
  4. Право использовать отдельные рисунки или таблицы и отрывки текста из материалов в собственных целях обучения или для включения их в другую работу, которая печатается (в печатном или электронном формате) третьей стороной, или для представления в электронном формате во внутренние компьютерные сети или на внешние сайты автора (соавторов).
  • Автор (соавторы) соглашаются, что каждая копия материалов или любая ее часть, распространенная или размещенная ими в печатном или электронном формате, будет содержать указание на авторское право, предусмотренное в Журнале и полную ссылку на Журнал Издателя.
  • Автор (соавторы) гарантирует, что материалы являются оригинальной работой и представлены впервые на рассмотрение только в этом Журнале и ранее не публиковались. Если материалы написаны совместно с соавторами, автор гарантирует, что проинформировал их относительно условий публикации материалов и получил их подписи или письменное разрешение подписываться от их имени.
  • Если в материалы включаются отрывки из работ или имеются указания на работы, которые охраняются авторским правом и принадлежат третьей стороне, то автору необходимо получить разрешение владельца авторских прав на использование таких материалов в первом случае и сделать ссылку на первоисточник во втором.
  • Автор гарантирует, что материалы не содержат клеветнических высказываний и не посягают на права (включая без ограничений авторское право, права на патент или торговую марку) других лиц и не содержат материалы или инструкции, которые могут причинить вред или ущерб третьим лицам. Автор (каждый соавтор) гарантирует, что их публикация не приведет к разглашению секретных или конфиденциальных сведений (включая государственную тайну). Подтверждением этого является Экспертное заключение (см. перечень документов в Правила для авторов).
  • Издатель обязуется опубликовать материалы в случае получения статьей положительного решения редколлегии о публикации на основании внешнего рецензирования (см. Политика рецензирования).
  • В случае публикации статьи на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems» (Издатель: Аллертон Пресс, США, распространитель Springer) автору (соавторам) выплачивается гонорар после выхода последнего номера журнала года, в котором опубликована данная статья.
  • Документ Согласие на публикацию, который подают русскоязычные авторы при подаче статьи в редакцию, является краткой формой данного договора, в котором изложены все ключевые моменты настоящего договора и наличие которого подтверждает согласие автора (соавторов) с ним. Аналогичным документом для англоязычных авторов является Copyright Transfer Agreement (CTA), предоставляемый издательством Allerton Press.
  • Настоящий Договор вступает в силу в момент принятия статьи к публикации. Если материалы не принимаются к публикации или до публикации в журнале автор (авторы) отозвал работу, настоящий Договор не приобретает (теряет) силу.