ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы ЧАСТЬ Б МЕТОДЫ И ПРИБОРЫ ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ МАТЕРИАЛОВ Обзор и история развития из "Ультразвуковой контроль материалов " Если же вектор магнитной индукции В перпендикулярен к поверхности, то сила Р будет параллельна поверхности (рис. 8.7). В результате возникают поперечные волны. [c.172] Возбужденный звук имеет такую же частоту, как переменный ток. При этом эффекте действует объемная сила. Ввиду конечной глубины проникновения переменного магнитного поля [28], условие о том, что толщина возбужденного слоя должна быть мала по сравнению с длиной звуковой волны, при ультразвуковых частотах всегда выполняется (глубина проникновения здесь понимается, как глубина в материале, на которой ток затухает в е раз). [c.172] По этому принципу можно создать излучающие искатели, наложив плоскую катушку на мембрану с хорошей электрической и магнитной проводимостью и соответственно ориентировав магнитное поле. Однако более важны основанные на том же принципе прямые способы, часто называемые в литературе искателями ЕМАТ (электромагнитные электроакустические преобразователи), а иногда и ЕМТ. Обзор этого вопроса дается, в частности, в работе [492]. [c.172] На практике наибольшее рабочее расстояние составляет около I мм. При увеличении расстояния до контролирующего устройства амплитуда звукового давления уменьшается, поскольку ослабевают и магнитное поле катушки, возбуждающее вихревой ток, и постоянное магнитное поле. Поскольку геометрия обоих этих полей обычно различна, закон изменения магнитной индукции с расстоянием у них тоже неодинаков, К тому же и индуктивность катушки изменяется с расстоянием. Ввиду взаимодействия всех этих трех эффектов степень снижения амплитуды с увеличением расстояния очень сильно зависит от конкретных условий контроля и не может быть выражена простым законом. Соответствующие измерения проводились в работах [331, 1003] там рассматривается также и зависимость от интенсивности постоянного магнитного поля. [c.173] преобразования электрической энергии в акустическун составляет 10 [580] в случае статического поля с индукцией 1 Т (100 Н). Если звук принимают тем же устройством (см. ниже), то сигналы будут по крайней мере на 50 [331] или на 100 дБ [1585] ниже получаемых при помощи пьезоэлектрических искателей. [c.174] Если возбуждать поверхность несколькими отдельными проводниками, то можно получить желаемый вид волн и направление их распространения, например волны в пластинах [924] благодаря интерференции волн, возбужденных отдельными проводниками. [c.174] При размещении проводников тока на расстоянии Д длины звуковой волны и питания их импульсами тока, взаимно сдвинутыми по фазе на 90°, можно получить излучение звуковых волн только в одну сторону (рис. 8.10). [c.174] Возбуждаемые виды волн, характеристики их направленности л чувствительность поиска электродинамических преобразователей рассмотрены в работе [1057]. [c.175] Дополнительные экспериментальные исследования проводились и в других работах [314, 160, 467, 1746, 1747, 493, 1319, 710, 1068]. Теоретические расчеты характеристик направленности имеются в работах [777 и 1172]. [c.175] При отсутствии приложенного магнитного поля В в описываемых устройствах на элемент объема dV все же действует некоторая сила, так как ток катушки сам по себе создает маг итное поле и поэтому создает в объеме dV магнитную индукцию. Как показано иа рис. 8.11, при этом возникают продольные волны. [c.175] вызывающее отталкивание катушки от материала, В этом случае звук имеет удвоенную частоту по сравнению с током катушки. Так как и и увеличиваются по мере увеличения тока, сила Р растет пропорционально квадрату тока Кроме того, сила зависит от расстояния до катушки и от проводимости материала. [c.175] Как показано выше, эффект обусловлен силой отталкивания между двумя токами, текущими в противоположных направлениях. Можно также заменить вихревой ток, наведенный в материале, второй катушкой, через которую течет соответствующий ток. В этом случае передаются также и импульсы постоянного тока (ударные волны). [c.175] Излучатель звука [375] состоит из неподвижно закрепленной плоской спиральной катушки, против которой располагается медная мембрана. Сильный импульс тока получается при разряде конденсатора. В качестве выключателя используется устойчивый в двух положениях воздушный искровой промежуток (триггерная схема). На рис. 8.12 это показано схематически однако на практике такая схема может быть видоизменена для формирования импульсов. [c.176] Вследствие скин-эффекта и увеличения индуктивного сопротивления частотная характеристика способа получается равномерно снижающейся с повышением частоты. С другой стороны при низких частотах (около 100 кГц) при этом можно еще получить довольно значительную амплитуду. Следовательно, такие искатели хорошо подходят для контроля бетона и т. п. [c.176] Такой эффект пригоден также для прямого возбуждения звука при контроле материалов. На изделие ставится катушка, п через нее посылаются сильные импульсы тока. [c.176] При описываемом способе тоже можно добиться предпочтительного излучения какой-либо частоты в одном направлении путем соответствующего расположения проводников с током и сдвига фаз импульсов тока. [c.176] Для приема необходимо наложенное магнитное поле. Применяется такое же устройство, как при излучении. При импульсном эхо-методе различные исследователи уже предлагали применить одно и то же устройство и для излучения, и для приема — по аналогии с использованием одного совмещенного пьезоэлектрического искателя. Если элемент объема (IV (см. рис. 8.6 или 8.7) движется под действием силы в магнитном поле В, то в нем течет вихревой ток плотностью g, который индуцирует в наложенной катушке некоторое напряжение. Направлением магнитного поля по аналогии с излучением задается и прием продольных или поперечных волн. Индуцированное напряжение имеет ту же частоту, что и механическое колебание. [c.176] Оно растет с возрастанием индукции магнитного поля, но в случае полей, которые можно получить с приемлемыми затратами, оно меньше создаваемого пьезоэлектрическими искателями. [c.176] Почти все ферромагнитные материалы при внесении в магнитное поле обнаруживают механическую деформацию. Это явление известно как магнитострикция [2]. Если деформация материала происходит при постоянном объеме, то эти называют линейной магнитострикцией. Если же в ходе процесса изменяется, объем, то это называется объемной магнитострикцией. На практике линейная магнитострикция бывает гораздо больше объемной. Она достигает насыщения при магнитном насыщении материала. Линейная магнитострикция происходит только ниже-температуры точки Кюри, тогда как объемная магнитострикция наблюдается только выше этой температуры. [c.177] При линейной магнитострикции отклонение происходит глав- ным образом в направлении (силовых линий) поля. Оно зависит от магнитострикционных констант материала, которые в свою очередь являются сложными функциями температуры,. магнитного состояния и предыстории материала. [c.177] Вернуться к основной статье