应用案例

　　实验名称：PPMEMAT的声场实验验证

　　研究方向：测定PPMEMAT的辐射声场

　　实验目的：

　　为了研究PPMEMAT中不同永磁体参数对SH0导波辐射声场特性的影响，得到了SH0导波EMAT在轴线上的声压分布，同时进行实验验证，获取了用于航空不锈钢薄板检测的SH0导波EMAT永磁体和线圈参数的最佳组合。需要对测试声场PPMEMAT的声场进行验证测试。

　　测试设备：计算机(装有LabVIEW)、信号发生器、ATA-2022B高压放大器、阻抗匹配电路、前置放大器。

　　实验过程：

　　实验采用电磁超声实现对SH0导波的激励，探头为PPMEMAT。接收探头为一个5MHz的Φ4mm压电横波接收探头。

　　图一电磁超声导波检测系统框图

　　本测试系统中所用到的仪器主要包含计算机(装有LabVIEW)、信号发生器、ATA-2022B高压放大器、阻抗匹配电路、数据采集卡、前置放大器及SH0导波PPMEMAT。信号发生器接功率放大器信号输出，由于阻抗匹配外接阻抗匹配盒，阻抗匹配盒输出至激励探头，通过测试钢板之后，信号被接受探头接收，接收之后信号通过前置放大器，将信号放大，通过数据采集卡，到笔记本电脑，显示出实验情况。

　　实验结果：

　　测定PPMEMAT的辐射声场，探头摆放位置如下图所示，其中压电横波接收探头的移动轨迹为：以PPMEMAT为圆心，在半径为150mm的圆弧上进行扫查，以PPMEMAT中心轴线为基准角度0°，扫查角度的范围为-30°~30°，角度步长为3°，扫查点总共21个。当α=0°、15°、30°时，压电横波探头采集到的部分信号波形

　　图二辐射声场测试点位分布图

　　图三压电横波探头采集的A扫波形

　　以压电横波探头的扫查角度α作为自变量，将不同宽度永磁体PPMEMAT对应A扫信号直达波的最大值作为被除数进行归一化后作为因变量，得到永磁体宽度对PPMEMAT辐射声场的影响如图2-21(a)所示，同理可以得到图2-21(b)和图2-21(c)。由图2-21可知，永磁体长度、永磁体对数对PPMEMAT辐射声场的影响都呈线性变化，当永磁体长度增大时，其对应的PPMEMAT的辐射声场指向性增强；当永磁体对数增加时，其对应的PPMEMAT的辐射声场能量大大增强、扩散角减小。永磁体宽度对辐射声场的影响呈非线性变化，7mm宽永磁体对应的PPMEMAT比8mm宽永磁体对应的PPMEMAT的声场能量大，且对应的辐射声场扩散角也更大，但在-15°~15°之间仍保持较高的声场强度。

　　图四不同永磁体参数PPMEMAT对应的SH0导波辐射声场

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