[发明专利]电涡流磁推挽激振方法及激振器

说明书

本发明属于非接触式电涡流磁推挽激振方法及激振器。

据《发动机强度振动测试技术》（北京航空学院宋兆泓等编，国防工业出版社出版）中“激振器”一节介绍，现有的非接触式激振有音波激振、电磁激振和涡流激振三种。音波激振的能量小、噪音大;电磁激振仅适用于导磁材料，且频响窄;涡流激振虽克服了上述不足，但它要求试件必须是有限边界，或激振器只能放置在试件的边缘，不能应用于无限宽板（如飞机机翼、船舶壳体）或周边固持板（如喇叭膜片）类试件。

本发明的目的在于提供一种适用于无限宽板或周边固持板类试件，而且噪音低、频响宽、结构简单、可用于一切导电材料的新型非接触式电涡流磁推挽激振方法及激振器。

本发明所涉及的电涡流磁推挽激振方法，是利用交变磁场诱发试件产生感应电涡流并因此形成感应磁场或同时使试件磁化，从而形成电涡流磁推挽激振力和电磁推挽激振力，使得试件振动。

设交变磁场的磁感应强度为B₁＝B_m1cosωt，根据电磁感应理论，导电试件在此交变磁通的作用下会形成感应电涡流，同时感应电涡流产生感应磁场。因感应磁场的磁通总是反抗原交变磁场的磁通变化（其相位落后90°），故感应磁场的磁感应强度为B₂＝B_m2sinωt。交变磁场与感应磁场间要产生相互作用，形成电涡流磁推挽激振力：

F 1=B1B 2S2 μ = Asin2 ω t (N) ]]>

其中：μ_o＝4π×10^-7（H/m）

S-涡流感应头的端面面积（m）

ω-激磁电流的角频率（l/S）

试件在此激振力的作用下产生受迫谐振，振动频率是激磁电流频率的二倍。

若试件为导磁材料，则它同时还被交变磁场磁化。根据电磁场理论，交变磁场与磁化了的试件之间的相互作用形成电磁推挽激振力：

F 2=B12S2 μo = Bcos 2 ω t (N) ]]>

因此在导磁材料试件上同时作用有两个激振力。将F₂用另一种形式表示，

即：F₂＝B（1+cos2ωt） （N）

则，根据矢量合成法则，两个同频率的简谐激振力合成结果仍是一个简谐激振力：

F＝F₁+F₂

＝B+C    sin（2ωt+φ）    （N）

其中：

C = A2 + B 2 ]]>

φ＝tg^-1（B/A）

试件在此合力作用下产生受迫谐振，振动频率也是激磁电流频率的二倍。

为实现上述激振方法而设计的非接触式电涡流磁推挽激振器，主要部件为铁芯线圈组，仅由用以产生交变磁场的涡流感应头和激磁线圈所构成，而不需含有任何用以产生直流磁场的构件。

下面结合附图及实施例对本发明作详细描述。