稀土超磁致伸縮換能器特性分析與優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、稀土超磁致伸縮換能器是實現(xiàn)超聲無損檢測的超聲波發(fā)生器的主要器件,其性能對無損檢測的結(jié)果有重要的影響。使用有限元法對超磁致伸縮超聲換能器的振動頻率和磁場分布進行了計算,計算結(jié)果表明,前、后蓋板振動的一階模態(tài)頻率與稀土棒的基頻相互耦合,形成換能器共振頻率為34kHz。稀土棒軸線上的磁場分布是比較均勻的。對換能器的線圈結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化,結(jié)果表明,本課題所設(shè)計的線圈結(jié)構(gòu)可以用于換能器稀土棒的勵磁。等效電路法是一種用來計算壓電換能器的經(jīng)典解析法。本

2、課題使用等效電路法并結(jié)合傅立葉變換法對超磁致伸縮超聲換能器進行了計算分析,并在此基礎(chǔ)上開發(fā)了磁致伸縮換能器優(yōu)化設(shè)計軟件包一套。軟件包在輸入換能器的一些結(jié)構(gòu)和材料參數(shù)后,就可以以數(shù)據(jù)和曲線形式給出計算結(jié)果。對換能器的預(yù)壓力大小、電氣結(jié)構(gòu)參數(shù)以及幾何結(jié)構(gòu)尺寸進行了優(yōu)化,從而為換能器的設(shè)計提供了理論指導(dǎo)。本文研制了平面型換能器,在小信號下測試了該換能器線圈的頻響特性,在儲能電容的大電流激勵下測試了該換能器發(fā)射出的超聲波波形,并將實測結(jié)果與計算