電渦流磁推挽激振方法及激振器技術(shù)

電渦流磁推挽激振方法及激振器是新型的非接觸式激振。它根據(jù)電磁感應(yīng)理論，利用交變磁場(chǎng)誘發(fā)試件產(chǎn)生感應(yīng)電渦流并因此形成感應(yīng)磁場(chǎng)或同時(shí)使導(dǎo)磁試件磁化，從而形成電渦流磁推挽激振力和電磁推挽激振力，使得試件振動(dòng)。激振器沒有直流磁路，而僅由用以產(chǎn)生交變磁場(chǎng)的渦流感應(yīng)頭和激磁線圈所構(gòu)成。激振器對(duì)試件的大小和形狀在與渦流感應(yīng)頭端面平行的方向上沒有限制，激振器可置于試件的中心或邊緣等任何位置，因而最適用于對(duì)無限寬板或周邊固持板類試件的激振。（*該技術(shù)在2008年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于非接觸式電渦流磁推挽激振方法及激振器。據(jù)《發(fā)動(dòng)機(jī)強(qiáng)度振動(dòng)測(cè)試技術(shù)》(北京航空學(xué)院宋兆泓等編，國防工業(yè)出版社出版)中“激振器”一節(jié)介紹，現(xiàn)有的非接觸式激振有音波激振、電磁激振和渦流激振三種。音波激振的能量小、噪音大;電磁激振僅適用于導(dǎo)磁材料，且頻響窄;渦流激振雖克服了上述不足，但它要求試件必須是有限邊界，或激振器只能放置在試件的邊緣，不能應(yīng)用于無限寬板(如飛機(jī)機(jī)翼、船舶殼體)或周邊固持板(如喇叭膜片)類試件。本專利技術(shù)的目的在于提供一種適用于無限寬板或周邊固持板類試件，而且噪音低、頻響寬、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可用于一切導(dǎo)電材料的新型非接觸式電渦流磁推挽激振方法及激振器。本專利技術(shù)所涉及的電渦流磁推挽激振方法，是利用交變磁場(chǎng)誘發(fā)試件產(chǎn)生感應(yīng)電渦流并因此形成感應(yīng)磁場(chǎng)或同時(shí)使試件磁化，從而形成電渦流磁推挽激振力和電磁推挽激振力，使得試件振動(dòng)。設(shè)交變磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1＝Bm1cosωt，根據(jù)電磁感應(yīng)理論，導(dǎo)電試件在此交變磁通的作用下會(huì)形成感應(yīng)電渦流，同時(shí)感應(yīng)電渦流產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)。因感應(yīng)磁場(chǎng)的磁通總是反抗原交變磁場(chǎng)的磁通變化(其相位落后90°)，故感應(yīng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2＝Bm2sinωt。交變磁場(chǎng)與感應(yīng)磁場(chǎng)間要產(chǎn)生相互作用，形成電渦流磁推挽激振力F1= (B1B2S)/(2μ。) ＝ Asin2ωt(N)其中μ0＝4π×10-7(H/m)S-渦流感應(yīng)頭的端面面積(m)ω-激磁電流的角頻率(l/S)試件在此激振力的作用下產(chǎn)生受迫諧振，振動(dòng)頻率是激磁電流頻率的二倍。若試件為導(dǎo)磁材料，則它同時(shí)還被交變磁場(chǎng)磁化。根據(jù)電磁場(chǎng)理論，交變磁場(chǎng)與磁化了的試件之間的相互作用形成電磁推挽激振力F2= (B12S)/(2μ) = Bcos2ωt(N)因此在導(dǎo)磁材料試件上同時(shí)作用有兩個(gè)激振力。將F2用另一種形式表示，即F2＝B(1+cos2ωt) (N)則，根據(jù)矢量合成法則，兩個(gè)同頻率的簡(jiǎn)諧激振力合成結(jié)果仍是一個(gè)簡(jiǎn)諧激振力F＝F1+F2＝B+Csin(2ωt+φ)(N)其中A2+ B2]]>φ＝tg-1(B/A)試件在此合力作用下產(chǎn)生受迫諧振，振動(dòng)頻率也是激磁電流頻率的二倍。為實(shí)現(xiàn)上述激振方法而設(shè)計(jì)的非接觸式電渦流磁推挽激振器，主要部件為鐵芯線圈組，僅由用以產(chǎn)生交變磁場(chǎng)的渦流感應(yīng)頭和激磁線圈所構(gòu)成，而不需含有任何用以產(chǎn)生直流磁場(chǎng)的構(gòu)件。下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)作詳細(xì)描述。附附圖說明圖1.電渦流磁推挽激振器示意圖。渦流感應(yīng)頭(2)(即鐵芯)上繞以激磁線圈(3)，然后固定于底座(1)，再罩上外殼(4)即構(gòu)成本專利技術(shù)的激振器。它沒有直流磁路，沒有運(yùn)動(dòng)部件。底座(1)和外殼(4)應(yīng)為絕緣材料，如夾布膠木、塑料等。渦流感應(yīng)頭(2)一般采用C型鐵芯，兩磁極間的間隙為A。渦流感應(yīng)頭的兩個(gè)端面應(yīng)位于同一平面上，并與外殼(4)平齊，這樣激振器對(duì)試件的大小和形狀在與渦流感應(yīng)頭端面平行的方向上就沒有限制。激磁線圈(3)的繞向應(yīng)使渦流感應(yīng)頭兩磁極的極性相反。激磁線圈(3)的匝數(shù)應(yīng)根據(jù)被激振試件的測(cè)振頻率范圍，在激振器與功放的阻抗匹配共同工作線上進(jìn)行相應(yīng)的選擇。為利于匹配，激磁線圈(3)可采用多個(gè)抽頭，以實(shí)現(xiàn)較寬的頻響范圍。試件(5)的放置應(yīng)與渦流感應(yīng)頭的端面平行，即當(dāng)激振器按附圖1所示放置時(shí)，試件(5)應(yīng)水平地置于激振器的上方，同時(shí)在保證激振時(shí)不相接觸的條件下盡可能地靠近渦流感應(yīng)頭。激振器可置于試件的中心或邊緣等任何位置。激磁線圈(3)中通入頻率可調(diào)的簡(jiǎn)諧激磁電流，即形成交變磁場(chǎng)。交變的磁通穿過試件(5)，在試件中誘發(fā)感應(yīng)電渦流并因此產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)，或者同時(shí)使導(dǎo)磁試件磁化，從而形成電渦流磁推挽激振力和電磁推挽激振力。激振力的方向垂直于試件板面。試件在激振力的作用下產(chǎn)生受迫諧振。電渦流磁推挽激振的效果主要取決于電渦流場(chǎng)的分布、激振器與功放的阻抗匹配和試件的物理參數(shù)等。渦流感應(yīng)頭兩磁極間的間隙尺寸A是結(jié)構(gòu)組合的關(guān)鍵，其最佳間隙應(yīng)在8～40mm之間。本專利技術(shù)同時(shí)具備了如下一些優(yōu)點(diǎn)1.激振器對(duì)試件的大小和形狀在與渦流感應(yīng)頭端面平行的方向上沒有限制，激振器可置于試件的中心或邊緣等任何位置，因而最適用于對(duì)無限寬板或周邊固持板類試件的激振;2.可用于一切導(dǎo)電試件(磁性或非磁性材料均可);3.噪音低(激振器本身噪音＜70dB);4.頻響范圍寬(10～10000Hz);5.激振器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單(沒有直流磁路)，因而成本低、體積小、重量輕、使用維護(hù)方便。權(quán)利要求1.一種非接觸式電渦流磁推挽激振方法，通過電磁作用產(chǎn)生激振力，其特征在于利用交變磁場(chǎng)誘發(fā)試件產(chǎn)生感應(yīng)電渦流并因此形成感應(yīng)磁場(chǎng)或同時(shí)使試件磁化，從而形成電渦流磁推挽激振力和電磁推挽激振力，使得試件振動(dòng)。2.一種非接觸式電渦流磁推挽激振器，主要部件為鐵芯線圈組，其特征在于僅由用以產(chǎn)生交變磁場(chǎng)的渦流感應(yīng)頭和激磁線圈所構(gòu)成，而不含有任何用以產(chǎn)生直流磁場(chǎng)的構(gòu)件。3.如權(quán)利要求2所述的激振器，其特征在于渦流感應(yīng)頭的兩磁極間的間隙A有一最佳范圍，為8～40mm。全文摘要電渦流磁推挽激振方法及激振器是新型的非接觸式激振。它根據(jù)電磁感應(yīng)理論，利用交變磁場(chǎng)誘發(fā)試件產(chǎn)生感應(yīng)電渦流并因此形成感應(yīng)磁場(chǎng)或同時(shí)使導(dǎo)磁試件磁化，從而形成電渦流磁推挽激振力和電磁推挽激振力，使得試件振動(dòng)。激振器沒有直流磁路，而僅由用以產(chǎn)生交變磁場(chǎng)的渦流感應(yīng)頭和激磁線圈所構(gòu)成。激振器對(duì)試件的大小和形狀在與渦流感應(yīng)頭端面平行的方向上沒有限制，激振器可置于試件的中心或邊緣等任何位置，因而最適用于對(duì)無限寬板或周邊固持板類試件的激振。文檔編號(hào)G01M7/00GK1043642SQ8910536公開日1990年7月11日 申請(qǐng)日期1989年12月24日 優(yōu)先權(quán)日1989年12月24日專利技術(shù)者徐志懷 申請(qǐng)人:南京航空學(xué)院本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種非接觸式電渦流磁推挽激振方法，通過電磁作用產(chǎn)生激振力，其特征在于利用交變磁場(chǎng)誘發(fā)試件產(chǎn)生感應(yīng)電渦流并因此形成感應(yīng)磁場(chǎng)或同時(shí)使試件磁化，從而形成電渦流磁推挽激振力和電磁推挽激振力，使得試件振動(dòng)。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：徐志懷，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：南京航空學(xué)院，
類型：發(fā)明
國別省市：32[中國|江蘇]