电磁超声技术

电磁超声是在待检测工件内部而不是探头中产生超声的检测技术。

EMAT在测试工件内,通过两个磁场的相互作用而产生超声波。由线圈产生的高频磁场与磁体产生的低频或静态磁场相互作用,以类似于电动机的方式产生洛伦兹力。

这种扰动被转移到材料的晶格上而产生弹性波。然后由于工件内部弹性波的相互作用,使得电磁超声接收线圈电路中产生诱导电流。

对于铁磁导体,磁致伸缩产生额外的应力,将信号增强到比洛伦兹力单独获得的高得多的水平。可以使用不同的超声线圈和磁铁的组合产生各种波形。

电磁超声技术对比图

因为电磁超声产生于待检测工件内部而不是超声探头,故相比于传统压电超声,电磁超声具有以下的优点:

  • 干耦合检测。电磁超声不需要耦合剂就能传递超声,这使得它非常适合炎热和寒冷的地区,以及在自动化环境中集成。
  • 不受表面条件的影响。电磁超声可穿透表面涂层进行检测,不受表面污染,氧化及粗糙度影响。
  • 探头位置灵活。没有楔或耦合剂,Snell折射定律不适用,探头角度不影响超声传播方向。这些使得电磁超声探头便于控制和安装。
  • 生成水平剪切波的能力。电磁超声是在不使用高的探头机械压力及不影响工件扫查的情况下,产生水平剪切波的唯一手段。
  • 模式选择。拥有天线结构的多周期激励电磁超声线圈能提供频率域中的重大特性,从而能够准确地选择最有效的超声波模式,这是导波生成和解析的关键之处。
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