專利名稱：電渦流磁推挽激振方法及激振器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于非接觸式電渦流磁推挽激振方法及激振器。
據(jù)《發(fā)動機強度振動測試技術(shù)》(北京航空學院宋兆泓等編，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，不能應用于無限寬板(如飛機機翼、船舶殼體)或周邊固持板(如喇叭膜片)類試件。
本發(fā)明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)簡單、可用于一切導電材料的新型非接觸式電渦流磁推挽激振方法及激振器。
本發(fā)明所涉及的電渦流磁推挽激振方法，是利用交變磁場誘發(fā)試件產(chǎn)生感應電渦流并因此形成感應磁場或同時使試件磁化，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。
設交變磁場的磁感應強度為B1＝Bm1cosωt，根據(jù)電磁感應理論，導電試件在此交變磁通的作用下會形成感應電渦流，同時感應電渦流產(chǎn)生感應磁場。因感應磁場的磁通總是反抗原交變磁場的磁通變化(其相位落后90°)，故感應磁場的磁感應強度為B2＝Bm2sinωt。交變磁場與感應磁場間要產(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，振動頻率是激磁電流頻率的二倍。
若試件為導磁材料，則它同時還被交變磁場磁化。根據(jù)電磁場理論，交變磁場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)因此在導磁材料試件上同時作用有兩個激振力。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，兩個同頻率的簡諧激振力合成結(jié)果仍是一個簡諧激振力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，振動頻率也是激磁電流頻率的二倍。
為實現(xiàn)上述激振方法而設計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)生交變磁場的渦流感應頭和激磁線圈所構(gòu)成，而不需含有任何用以產(chǎn)生直流磁場的構(gòu)件。
下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作詳細描述。
附

圖1.電渦流磁推挽激振器示意圖。
渦流感應頭(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)成本發(fā)明的激振器。它沒有直流磁路，沒有運動部件。底座(1)和外殼(4)應為絕緣材料，如夾布膠木、塑料等。渦流感應頭(2)一般采用C型鐵芯，兩磁極間的間隙為A。渦流感應頭的兩個端面應位于同一平面上，并與外殼(4)平齊，這樣激振器對試件的大小和形狀在與渦流感應頭端面平行的方向上就沒有限制。激磁線圈(3)的繞向應使渦流感應頭兩磁極的極性相反。激磁線圈(3)的匝數(shù)應根據(jù)被激振試件的測振頻率范圍，在激振器與功放的阻抗匹配共同工作線上進行相應的選擇。為利于匹配，激磁線圈(3)可采用多個抽頭，以實現(xiàn)較寬的頻響范圍。試件(5)的放置應與渦流感應頭的端面平行，即當激振器按附圖1所示放置時，試件(5)應水平地置于激振器的上方，同時在保證激振時不相接觸的條件下盡可能地靠近渦流感應頭。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)的簡諧激磁電流，即形成交變磁場。交變的磁通穿過試件(5)，在試件中誘發(fā)感應電渦流并因此產(chǎn)生感應磁場，或者同時使導磁試件磁化，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，其最佳間隙應在8～40mm之間。
本發(fā)明同時具備了如下一些優(yōu)點1.激振器對試件的大小和形狀在與渦流感應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，因而最適用于對無限寬板或周邊固持板類試件的激振;
2.可用于一切導電試件(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)簡單(沒有直流磁路)，因而成本低、體積小、重量輕、使用維護方便。
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誘發(fā)試件產(chǎn)生感應電渦流并因此形成感應磁場或同時使試件磁化，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。
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)生交變磁場的渦流感應頭和激磁線圈所構(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)電磁感應理論，利用交變磁場誘發(fā)試件產(chǎn)生感應電渦流并因此形成感應磁場或同時使導磁試件磁化，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。激振器沒有直流磁路，而僅由用以產(chǎn)生交變磁場的渦流感應頭和激磁線圈所構(gòu)成。激振器對試件的大小和形狀在與渦流感應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，因而最適用于對無限寬板或周邊固持板類試件的激振。
文檔編號G01M7/00GK1043642SQ8910536
公開日1990年7月11日 申請日期1989年12月24日 優(yōu)先權(quán)日1989年12月24日
發(fā)明者徐志懷 申請人:南京航空學院