Testování pomocí „Elektricko-Magnetického Akustického Měniče“ Tomáš Wunsch A01424 fraktik@gmail.com 608774548 EMAT - testing Testování pomocí „Elektricko-Magnetického Akustického Měniče“

Princip ultrazvukové zkoušky

Klasické ultrazvukové vyšetření materiálu pomocí pizoelektrických generátorů UZ

V praxi vypadajících třeba takto jednodušše:

Electro Magnetic Acoustic Transducer (EMAT) EMUS – v německé sféře vlivu Praktická & Moderní metoda Zkoumá celý objem tělesa Nedestruktivní !

EMAT Na rozdíl od pizoelektrického ultrazvukového vyšetření využívá k vytváření i snímání zvukových vln ve zkoumaném materiálu elektromagnetickou indukci

Z toho vyplývá i omezení této metody pouze na kovy (feromagnetika) Lorenzova síla indukuje proud pouze ve vodivém materiálu, kterým se pohybují siločáry magnetického pole

Porovnání s pizoelektrickým generátorem

Princip EMAT pracuje ve vodivých materiálech na principu vzniku Lorencovy síly v magnetickém poli. Podle orientace vektoru síly může EMAT vybudit různé typy vln. Příčná vlna vzniká při vertikální orientaci magnetického pole. Výhodou EMAT je, že nepotřebuje k funkci, aby ultrazvukové vlny překonávaly cestu do materiálu prostřednictvím vazebního média jako vzduchu nebo vody.

Výhody umožňuje použít i horizontálně polarizované elastické vlny

Výhody Není třeba média nosného média mezi generátorem a zkoumaným materiálem Bez akustické vazby Montáž “nasucho“ Menší vliv geometrie povrchu (zakřivení trubek např.)

Nevýhody Využitelné jen pro feromagnetika Nízkoenergetické testování Z toho vyplývá omezení této metody na kovy, relativně nižší frekvence a rozlišení objektů o cca 1mm

I přesto je tento systém využíván k testování materiálů v mnoha oblastech – od dopravního průmyslu, přes chemické závody až po turbíny atomových elektráren, tedy všude tam, kde je zvláště důležité dbát na neporušenost a bezpečnost jednotlivých kovových součástí

Nejčastější využití EMAT K měření únavy materiálu (v cca 90% životnosti výrobku lze zaznamenat silné tlumení signálu způsobené mikrodeformacemi a jinými poruchami krystalové mžížky) – pohyb dislokací, který způsobuje plastické deformace obrobku – toto lze sledovat pomoci EMAR (electromagnetic acoustic resonace, které obsahuje EMATy) Nalézá veškeré poruchy homogenity materiálu jako jsou koroze, trhliny, vadné sváry… K měření tlouštky materiálu (ignoruje upravy povrchu jako jsou např. tlusté nánosy barvy, okujení či koroze)

Vlastní technická realizace EMAT se setává ze základních modulů: Generátoru (pulseru) Sondy Elektronického zpracovaní signálu

EMAT sonda Sonda je složena z cívky o vhodných parametrech, běžná cívka je pro pásmo 2 až 5 MHz. Cívka je vhodně umístěna do magnetického pole magnetů ze vzácných zemin. Protože signál EMAT je obecně velmi slabý oproti klasickému ultrazvuku, do sondy je zabudován i předzesilovač a Separátor pulsů, který odděluje vysílací pulsy od měřeného signálu a chrání zesilovač před vysokým napětím výkonového pulseru.Sonda pracuje jako jednoměničová.

Příklady sond

Celá laboratorní sestava:

V praxi:

Existuje mnoho modifikací:

Slinování Pomocí EMAT lze sledovat i slinovaní materiálů

Zdroje: http://www.external.ameslab.gov/Final/News/2000rel/00sintering.htm http://www.innerspec.com/index.asp http://www.astm.org/cgi-bin/SoftCart.exe/DATABASE.CART/HISTORICAL/E1816-96.htm?E+mystore http://www.panametrics.cz/index.php?option=com_content&task=view&id=26&Itemid=68 www.bwcanada.com/pgg/tt/pdf/BR-1693.pdf http://images.google.com/images?q=emat&oe=UTF-8&client=firefox-a&rls=org.mozilla:cs-CZ:official&ie=UTF-8&sa=N&tab=wi http://www.matech.co.jp/html/ematapp2.html http://www.ndt.net/article/az/ut/emat.htm

Děkuji za pozornost