电磁超声激励系统阻抗匹配网络的设计

摘要

电磁超声换能器的换能效率低是限制电磁超声技术广泛应用的一个重要因素，如何提高换能器的换能效率一直都是电磁超声领域的研究重点。激励线圈作为激励系统中十分重要的一部分，其激励电流的大小决定试件表面产生电磁力的大小。但是，由于线圈和功率放大器之间存在严重的阻抗失调，使其流过的电流及获得的功率不是很理想。为此，根据电抗元件网络可精确实现调谐和变阻的特性，结合二进制的组合方式，设计了能够匹配多种频率线圈的电抗网络。该网络的接入可实现功率源和负载之间的最大功率传递，提高加载在线圈上的电流，为电磁超声激励提供较大的能量。仿真和实验结果表明：该匹配网络能在0.5～5MHz宽频率范围内有效地提高电源的输出效率，提升电磁加载的信噪比及转换效率，为电磁超声的后续研究奠定基础。