基于COMSOL连铸坯壳测厚横波EMAT优化

为了研究电磁超声传感器(Electromagnetic Acoustic Transducer,EMAT)横波测量连铸坯壳厚度的机理及横波在连铸坯中的传播情况,选取坯壳厚度为10~50 mm的Q235小方坯为研究对象,利用有限元软件COMSOL建立脉冲电磁铁和螺旋线圈的电磁超声模型,分析在不同EMAT结构参数下,连铸坯中电磁场、力场、声场的分布规律。研究结果表明:脉冲电磁铁和螺旋线圈组成的EMAT能够在连铸坯壳集肤层激发出超声波横波。脉冲电磁铁空心螺线管线圈匝数、内半径、线圈导线半径对换能效率的影响依次减小,且当脉冲电磁铁内半径尺寸大于螺旋线圈尺寸时,产生横波的效率最高。坯壳厚度越小,螺旋线圈最优激励频率越大,测量精度越高,信号衰减越快。因此,坯壳厚度为10~50 mm的Q235小方坯选择1.1 MHz为最佳激励频率。