摘要:针对电磁超声换能器(EMAT)激发的超声兰姆波存在多模态的问题,提出一种通过换能器结构优化来激励兰姆波单一 模态的方法。 首先根据毕奥萨伐尔定律和麦克斯韦方程组研究了永磁铁形状与磁场分布的关系,设计了一种新型可聚磁的 “拱桥”式永磁铁结构。 然后对优化前后的 EMAT 进行了仿真实验和实测实验对比,实验结果表明: 优化后的 EMAT 激励出兰 姆波的 S0 模态幅值均有所增加,仿真与实测增加的幅值分别为优化前的 1. 05 倍和 1. 1 倍;而优化后的 A0 模态幅值均明显下 降,分别为优化前的 0. 22 倍和 0. 12 倍;优化后的 S0 模态与 A0 模态的比值,也分别由优化前的 2. 60 倍和 1. 82 倍增加到 12. 48 倍和 16. 17 倍。 由此可见,优化后的 EMAT 相比于优化前的普通 EMAT,能够很好地激励 S0 模态抑制 A0 模态,因此验证了新 型 EMAT 可以有效激发兰姆波的单一 S0 模态。