电磁声换能器 更新时间：2011-05-28 03:10

本词条由华强电子网用户提供，如果涉嫌侵权，请与我们客服联系，我们核实后将及时处理。

电磁声换能器（EMAT）是一种新型的利用电动力学法在导电金属中产生超声波的装置，它具有非接触检测、不需要耦合介质、可应用于自动、高速检测、远距离危险环境下的检测、高温状态检测等特点。对于实际检测工作有十分重大的意义。

电磁声换能器的结构

• 电磁声基本结构如图所示。

  将通有交变电流的激磁至于导电金属之上，线圈产生的交变（如永久）中时，带电质点在磁场中流动时受到垂直于磁场方向和质点运动方向的力-洛伦兹力作用而发生位移，从而激发出超声波，视作用力的分力方向（水平分量与垂直分量）可以同时激发出纵波与横波，其频率与通入交变电流的频率相同。

电磁声换能器的作用原理

• 在图中，Bz为方向平行与板面的磁感应强度，Br为方向垂直与板面的磁感应强度；g为涡流的电流密度，它与输入电流方向相反。根据右手定则可确定洛伦兹力F的方向在（a）中垂直于Bz与g的平面（垂直于板面）--激发纵波，在（b）中垂直于Br与g的平面（平行于板面）--激发横波。

  根据电磁感应原理，在感应磁场B中作用于以速度V移动的电荷e上的力F（即洛伦兹力）有：F～eVB。当把通有交变电流i的线圈置于导电体上时，导电体中的微小体积元dV中感应出以e和V确定的电流密度为g的涡电流。因此：F～gB，矢量g、B和F相互垂直且g与i反向（注意，由于交变电流存在趋肤效应，故dV应是靠近导电体的表面）。

  在接收超声波（如反射回波）时，响应于声压作用力使体积元dV在恒磁场B中振动，因此受力F’～eV’B，V’为振动速度。此力使带电质点运动产生电流密度为g的交变电流即涡流。该涡流使配置在导电体上的检测线圈中感应产生感应电势（感应的交变电流）作为接收信号，其频率与接收到的超声波有相同的频率，其大小则随磁场的增大而增加。

电磁声换能器的特点

• 电磁-声换能器的优点是可以不与被检测的导电体接触而进行超声波检测，如轧钢生产线上的在线高温自动化超声检测，其缺点是目前的检测灵敏度还较低，通常如采用Φ8-10mm平底孔作为检测灵敏度当量对比标准。

电磁声换能器的分类

• 电磁声换能器可按提供偏置磁场的方式分为电磁铁式和永磁体式两大类。探头线圈也可分为螺旋线圈和曲折线圈两类。采用电磁铁提供偏置， 优点是结构相对简单、 成本低， 并且磁路中的非线形元件少， 缺点是体积相对较大， 发热现象比较严重。