交流电磁场检测探头激励线圈的数值仿真及优化 (2007年)

应用ANSYS软件系统建立了交流电磁场检测(ACFM)探头激励线圈数值模型,研究了不同几何形状的ACFM探头激励线圈的感应磁场以及工件表面的感应电流分布,确定了激励电流与激励线圈结构的定性、定量关系。根据优化的激励线圈,在工件表面得到符合要求的均匀交变电流,从而为探头的研发提供了科学依据。通过对比分析可知,工件表面感应电流的均匀区域与激励线圈水平段的长度存在定量关系。 在现代工业检测中，交流电磁场检测（ACFM）技术因其无损检测特性而备受重视。ACFM技术通过在工件表面感应交变电流，能够有效识别材料内部或表面的缺陷。然而，激励线圈的设计在ACFM技术中起着决定性作用，它直接关系到感应电流的均匀性和缺陷检测的准确性。因此，如何设计出能够产生均匀交变电流的激励线圈成为了一个重要课题。 本文通过数值仿真的方法，应用ANSYS软件系统对ACFM探头激励线圈进行了系统研究，旨在优化线圈结构设计，从而提升检测技术的效果。在研究中，作者构建了不同几何形状线圈的数值模型，并对模型进行了详细的仿真分析。仿真结果展示了线圈结构对感应磁场及工件表面感应电流分布的影响，揭示了激励电流与线圈结构之间的关系，为后续的优化工作奠定了基础。 仿真过程中，研究者关注了激励线圈水平段长度对工件表面感应电流均匀区域的影响，这使得他们得以建立起线圈几何特性与感应电流均匀性之间的定量关系。这一发现具有实际意义，因为均匀的感应电流对于检测结果的准确性至关重要。通过优化激励线圈的水平段长度，可以有效控制工件表面感应电流的均匀分布，这对于提高检测的精确度及效率至关重要。 文章提到，传统的实验方法虽然能够确保检测结果的可靠性，但通常耗时且成本高昂。与之相比，数值仿真不仅可以大幅节省时间和成本，而且能够快速地对不同的设计方案进行评估和选择。基于仿真结果，研究者能够更加高效地设计出性能更优的ACFM探头，这对于推动ACFM技术在无损检测领域的应用具有重要的现实意义。 本文通过数值仿真技术对ACFM探头激励线圈的设计进行了深入研究，并成功优化了线圈结构。该研究不仅为ACFM技术的理论研究增加了新的内容，而且为实际的探头设计与制造提供了科学依据。优化后的线圈设计可以更好地激发工件表面的均匀交变电流，从而提高缺陷检测的准确性和效率。这项研究成果不仅提升了ACFM技术的实际应用价值，也为未来该领域的技术创新和发展指明了方向。