實(shí)驗(yàn)名稱：PPMEMAT的聲場(chǎng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

　　研究方向：測(cè)定PPMEMAT的輻射聲場(chǎng)

　　實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/strong>

　　為了研究PPMEMAT中不同永磁體參數(shù)對(duì)SH0導(dǎo)波輻射聲場(chǎng)特性的影響，得到了SH0導(dǎo)波EMAT在軸線上的聲壓分布，同時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，獲取了用于航空不銹鋼薄板檢測(cè)的SH0導(dǎo)波EMAT永磁體和線圈參數(shù)的最佳組合。需要對(duì)測(cè)試聲場(chǎng)PPMEMAT的聲場(chǎng)進(jìn)行驗(yàn)證測(cè)試。

　　測(cè)試設(shè)備：計(jì)算機(jī)(裝有LabVIEW)、信號(hào)發(fā)生器、ATA-2022B高壓放大器、阻抗匹配電路、前置放大器。

　　實(shí)驗(yàn)過(guò)程：

　　實(shí)驗(yàn)采用電磁超聲實(shí)現(xiàn)對(duì)SH0導(dǎo)波的激勵(lì)，探頭為PPMEMAT。接收探頭為一個(gè)5MHz的Φ4mm壓電橫波接收探頭。

　　圖一電磁超聲導(dǎo)波檢測(cè)系統(tǒng)框圖

　　本測(cè)試系統(tǒng)中所用到的儀器主要包含計(jì)算機(jī)(裝有LabVIEW)、信號(hào)發(fā)生器、ATA-2022B高壓放大器、阻抗匹配電路、數(shù)據(jù)采集卡、前置放大器及SH0導(dǎo)波PPMEMAT。信號(hào)發(fā)生器接功率放大器信號(hào)輸出，由于阻抗匹配外接阻抗匹配盒，阻抗匹配盒輸出至激勵(lì)探頭，通過(guò)測(cè)試鋼板之后，信號(hào)被接受探頭接收，接收之后信號(hào)通過(guò)前置放大器，將信號(hào)放大，通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡，到筆記本電腦，顯示出實(shí)驗(yàn)情況。

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

　　測(cè)定PPMEMAT的輻射聲場(chǎng)，探頭擺放位置如下圖所示，其中壓電橫波接收探頭的移動(dòng)軌跡為：以PPMEMAT為圓心，在半徑為150mm的圓弧上進(jìn)行掃查，以PPMEMAT中心軸線為基準(zhǔn)角度0°，掃查角度的范圍為-30°~30°，角度步長(zhǎng)為3°，掃查點(diǎn)總共21個(gè)。當(dāng)α=0°、15°、30°時(shí)，壓電橫波探頭采集到的部分信號(hào)波形

　　圖二輻射聲場(chǎng)測(cè)試點(diǎn)位分布圖

　　圖三壓電橫波探頭采集的A掃波形

　　以壓電橫波探頭的掃查角度α作為自變量，將不同寬度永磁體PPMEMAT對(duì)應(yīng)A掃信號(hào)直達(dá)波的最大值作為被除數(shù)進(jìn)行歸一化后作為因變量，得到永磁體寬度對(duì)PPMEMAT輻射聲場(chǎng)的影響如圖2-21(a)所示，同理可以得到圖2-21(b)和圖2-21(c)。由圖2-21可知，永磁體長(zhǎng)度、永磁體對(duì)數(shù)對(duì)PPMEMAT輻射聲場(chǎng)的影響都呈線性變化，當(dāng)永磁體長(zhǎng)度增大時(shí)，其對(duì)應(yīng)的PPMEMAT的輻射聲場(chǎng)指向性增強(qiáng)；當(dāng)永磁體對(duì)數(shù)增加時(shí)，其對(duì)應(yīng)的PPMEMAT的輻射聲場(chǎng)能量大大增強(qiáng)、擴(kuò)散角減小。永磁體寬度對(duì)輻射聲場(chǎng)的影響呈非線性變化，7mm寬永磁體對(duì)應(yīng)的PPMEMAT比8mm寬永磁體對(duì)應(yīng)的PPMEMAT的聲場(chǎng)能量大，且對(duì)應(yīng)的輻射聲場(chǎng)擴(kuò)散角也更大，但在-15°~15°之間仍保持較高的聲場(chǎng)強(qiáng)度。

　　圖四不同永磁體參數(shù)PPMEMAT對(duì)應(yīng)的SH0導(dǎo)波輻射聲場(chǎng)

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