金屬板的EMAT晶體結構分析系統是由英國麥特公司研發生產的,麥特公司是英國華威大學的下屬研究所,*從事EMAT技術的研究,陸續研發出各種EMAT高溫探傷與測厚系統、EMAT發射與接收脈沖系統、自動化的EMAT超聲檢測系統、EMAT金屬板的晶體結構分析系統等,廣泛的應用于煉化廠、鋼廠等行業的管道和板材的檢測。
一、EMAT技術原理 金屬板的晶體結構分析系統
EMAT與傳統的壓電超聲同屬于超聲范疇,它們的本質區別就在于換能器不同,也就是發射接收方式不同,壓電*是靠壓電晶片的壓電效應,發射和接收超聲波的,它的能量轉換是在晶片上進行的。而EMAT則是靠電磁效應發射和接收超聲波的。其能量轉換則是在被測工件表面的趨膚層內直接進行的,所以它不需要任何耦合介質。由此可見,要了解EMAT技術,首先就要掌握EMAT的基本原理。
EMAT的物理結構由三部分組成:
高頻線圈:用于產生高頻激發磁場。
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)
但工件的材質必須具有導電性或鐵磁性,或導電性和鐵磁性都具有。EMAT作為一種超聲發生器,它的基本原理是圍繞著EMAT三要素展開的。當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產生渦流,(或感應磁場,相當于電動機的轉子)此渦流在外加磁場(相當于電機定子磁場)的作用下,也會像電動機那樣受到機械力的作用,而產生高頻振動,形成了超聲波波源。在接收超聲波時,如同發電機的轉子在定子的磁場中旋轉,會在轉子中產生感應電流一樣,工件表面的振蕩也會在外加磁場力的作用下,在高頻線圈中感應出電壓而被儀器接收。因此,存在于上述機制中的這些相互作用就構成了檢測的全過程。
EMAT可激發出所有超聲波波形。與傳統的超聲波技術一樣,材料的種類、可能產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。但在實際應用中,EMAT技術較之傳統的壓電超聲技術具有明顯的優勢以及一系列壓電超聲所無法取代的特點:
(1)、無需任何耦合劑
EMAT的能量轉換,是在工作表面的趨膚層內直接進行的。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所產生的超聲波就不需要任何耦合介質。