金屬板的EMAT晶體結(jié)構(gòu)分析系統(tǒng)是由英國麥特公司研發(fā)生產(chǎn)的,麥特公司是英國華威大學(xué)的下屬研究所,*從事EMAT技術(shù)的研究,陸續(xù)研發(fā)出各種EMAT高溫探傷與測厚系統(tǒng)、EMAT發(fā)射與接收脈沖系統(tǒng)、自動化的EMAT超聲檢測系統(tǒng)、EMAT金屬板的晶體結(jié)構(gòu)分析系統(tǒng)等,廣泛的應(yīng)用于煉化廠、鋼廠等行業(yè)的管道和板材的檢測。
一、EMAT技術(shù)原理 金屬板的晶體結(jié)構(gòu)分析系統(tǒng)
EMAT與傳統(tǒng)的壓電超聲同屬于超聲范疇,它們的本質(zhì)區(qū)別就在于換能器不同,也就是發(fā)射接收方式不同,壓電*是靠壓電晶片的壓電效應(yīng),發(fā)射和接收超聲波的,它的能量轉(zhuǎn)換是在晶片上進(jìn)行的。而EMAT則是靠電磁效應(yīng)發(fā)射和接收超聲波的。其能量轉(zhuǎn)換則是在被測工件表面的趨膚層內(nèi)直接進(jìn)行的,所以它不需要任何耦合介質(zhì)。由此可見,要了解EMAT技術(shù),首先就要掌握EMAT的基本原理。
EMAT的物理結(jié)構(gòu)由三部分組成:
高頻線圈:用于產(chǎn)生高頻激發(fā)磁場。
磁鐵:用來提供外加磁場,它可以是磁鐵或直流電磁鐵,也可以是交流電磁鐵或脈沖電磁鐵。
工件:檢測對象,它是EMAT的一部分。(簡稱EMAT三要素)
但工件的材質(zhì)必須具有導(dǎo)電性或鐵磁性,或?qū)щ娦院丸F磁性都具有。EMAT作為一種超聲發(fā)生器,它的基本原理是圍繞著EMAT三要素展開的。當(dāng)置于工件表面上的高頻線圈通過高頻電流時,它要在工件的趨膚層內(nèi)產(chǎn)生渦流,(或感應(yīng)磁場,相當(dāng)于電動機(jī)的轉(zhuǎn)子)此渦流在外加磁場(相當(dāng)于電機(jī)定子磁場)的作用下,也會像電動機(jī)那樣受到機(jī)械力的作用,而產(chǎn)生高頻振動,形成了超聲波波源。在接收超聲波時,如同發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子在定子的磁場中旋轉(zhuǎn),會在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生感應(yīng)電流一樣,工件表面的振蕩也會在外加磁場力的作用下,在高頻線圈中感應(yīng)出電壓而被儀器接收。因此,存在于上述機(jī)制中的這些相互作用就構(gòu)成了檢測的全過程。
EMAT可激發(fā)出所有超聲波波形。與傳統(tǒng)的超聲波技術(shù)一樣,材料的種類、可能產(chǎn)生的缺陷位置以及缺陷方向,決定了聲速方向和振動波形的選擇。但在實際應(yīng)用中,EMAT技術(shù)較之傳統(tǒng)的壓電超聲技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢以及一系列壓電超聲所無法取代的特點(diǎn):
(1)、無需任何耦合劑
EMAT的能量轉(zhuǎn)換,是在工作表面的趨膚層內(nèi)直接進(jìn)行的。因而可將趨膚層看成是壓電晶片,由于趨膚層是工件的表面層,所以,EMAT所產(chǎn)生的超聲波就不需要任何耦合介質(zhì)。