電磁超聲測厚儀

金屬探傷。

金屬探傷是無損檢測領(lǐng)域中一個重要組成部分。

電磁超聲技術(shù)通過觀察缺陷的回波與物體底面的回波來確定物體中缺陷的位置和大小。應(yīng)用電磁超聲的原理在被測物體(導(dǎo)體)中激發(fā)超聲波。

此超聲波就在被測物體中傳播，當(dāng)遇到聲阻抗不同的物體時發(fā)生反射，利用渦流線圈來接收這個反射波，通過計(jì)量此超聲波在物體中的傳播時間，就可以計(jì)算出被測物體的厚度值及缺陷所在位置。

國內(nèi)早將電磁超聲用于金屬探傷研究機(jī)構(gòu)。他們通過發(fā)射機(jī)發(fā)射出大功率脈沖信號，在厚度為18mm的鋼板中產(chǎn)生Lamb波檢測缺陷。發(fā)射機(jī)功率>50kW。為消除檢測的盲區(qū)，該技術(shù)采用了兩個線圈同時進(jìn)行檢測。研究院研制了一套熱鋼板在線自動化電磁超聲探傷系統(tǒng)。系統(tǒng)采用電磁超聲換能器在鋼板中激發(fā)出體波，數(shù)十個探頭同時在鋼板上探傷。可對500℃以下的鋼板進(jìn)行在線檢測，可確定缺陷的類別、大小及位置，測量鋼板厚度可達(dá)40mm。

電磁超聲測厚儀

近年來隨著超高溫和超低溫檢測環(huán)境以及對非接觸式自動化檢測的需求，電磁超聲技術(shù)的研發(fā)越來越受到無損檢測研發(fā)和使用人員的重視。

電磁超聲是諸多超聲檢測方法的一種。與傳統(tǒng)超聲波檢測一樣，電磁超聲利用超聲波來測量材料參數(shù)或探測材料中的缺陷。

所不同的是，電磁超聲傳感器利用電磁場的來激發(fā)超聲波，而傳統(tǒng)的超聲波傳感器使用壓電晶片的壓電效應(yīng)來激發(fā)超聲波。

電磁超聲測厚儀

電磁超聲的中心部件是電磁超聲換能器（EMAT），EMAT利用洛倫茲力，磁致伸縮效應(yīng)和磁性力產(chǎn)生超聲波。

EMAT由磁鐵、線圈和試件３部分組成。磁鐵用來提供外磁場，一般采用永磁鐵或電磁鐵。永磁鐵的優(yōu)點(diǎn)是磁鐵體積小；電磁鐵去磁速度快，包括直流電磁鐵、交流電磁鐵或脈沖電磁鐵等。

線圈用于產(chǎn)生高頻渦流，有蛇形、回形、呂形等。試件是電磁超聲檢測系統(tǒng)中不可缺少的一部分，必須是電導(dǎo)體或磁導(dǎo)體。金屬材料中電磁超聲有洛倫茲力作用產(chǎn)生，鐵磁性材料中電磁超聲一般由洛倫茲力和磁致伸縮原理共同作用產(chǎn)生。

當(dāng)高頻電流流過靠近金屬表面的電感線圈時，線圈將產(chǎn)生一個交變磁場，磁場周圍也會激發(fā)渦流電場。金屬表面中渦流密度的大小取決于線圈中電流而產(chǎn)生的磁場變化，方向與線圈內(nèi)高頻電流方向相反，渦流頻率同線圈電流變化頻率一致。

磁鐵在金屬表面提供一個外部靜磁場，渦流在外磁場作用下便會產(chǎn)生一個與渦流頻率相同的洛侖茲力，金屬原子在洛侖茲力作用下產(chǎn)生往復(fù)振動，從而在試件中產(chǎn)生超聲波。

脈沖電流而產(chǎn)生的脈沖磁場與外加磁場作用會產(chǎn)生磁致伸縮效應(yīng)，使試件產(chǎn)生與交變磁場頻率相同的機(jī)械振動，可產(chǎn)生不同波形的電磁超聲。