电磁超声钢板测厚装置中脉冲电磁铁的设计

针对传统电磁超声换能器(electromagnetic acoustic transducer,EMAT)在钢板表面移动困难、探头易磨损等问题,提出利用脉冲电磁铁替代永磁铁为换能器提供偏置磁场的方法。该方法通过控制激励电流来控制脉冲电磁铁仅在超声体波发射接收瞬间激发脉冲磁场,提高换能器在试件表面多点测量时的移动性。通过对脉冲电磁铁励磁线圈、铁芯以及驱动电路的设计,使得脉冲磁场满足EMAT对于偏置磁场强度及维持时间的需求。为测试该脉冲电磁铁的性能,搭建电磁超声钢板测厚实验平台。结果表明:激励电流仿真值与实测值相似度达90%,脉冲电磁铁可产生峰值约0.8 T、维持时间120μs的脉冲磁场,以该方法设计的换能器可对50 mm厚钢板进行测厚同时具有良好的移动性。