Elektromagnetisch-akustische Umwandlung
EMAT bietet die Möglichkeit der kontaktlosen Anregung verschiedener akustischer Wellen mit unterschiedlichen Polarisationen im Prüfobjekt. Moderne Hardware-Basis ermöglicht die Produktion von Fehlerdetektoren und Dickenmessgeräten, die auf EMAT basieren und mit Arbeitsspalten von bis zu 10 mm arbeiten. Das bedeutet, dass sich zwischen den Oberflächen der Prüfobjekte und der Sensoroberfläche Farbe, Kunststoff, Schmutz, Luft und andere nichtleitende Medien mit einer Dicke von bis zu 10 mm befinden können. In diesem Fall entsteht die akustische Welle im Prüfobjekt selbst und wird nicht durch das Kontaktmedium verzerrt. Der Mechanismus zur Induzierung mechanischer Schwingungen auf der Grundlage elektrischer Schwingungen im Zuge der EMAT kann in drei Komponenten unterteilt werden: Magnetostriktion, Lorentz-Kraft-Wechselwirkung und magnetische Wechselwirkung. Lorentz-Kraft-EMAT wird meist zur Prüfung von Stahlprodukten verwendet.
EMAT-Funktionsprinzip
Bitte sehen Sie sich die Abbildung für das Blockdiagramm eines EMA-Wandlers an. Der Wandler besteht aus einem Permanentmagneten und einem Wechselstromleiter. Wechselstrom I wird durch den Leiter geleitet und erzeugt ein magnetisches Wechselfeld B, das in das Prüfobjekt eindringt und in ihm Wirbelströme erzeugt. Geladene Teilchen, die Wirbelströme Ie erzeugen, bewegen sich in die dem Leiterstrom entgegengesetzte Richtung. Der Permanentmagnet erzeugt ein permanentes Magnetfeld, das positiv relativ zur Prüfobjektoberfläche gerichtet ist. Geladene Teilchen, die sich im Magnetfeld bewegen, sind der Lorentz-Kraft F ausgesetzt, die entlang der Prüfobjektoberfläche gerichtet ist. Die Lorentz-Kraft trägt zu einer bestimmten mechanischen Verschiebung des Wirbelstrombereichs bei und induziert dadurch die Bildung einer akustischen Welle.
Hauptvorteile der EMAT-Prüftechnologie im Vergleich zur herkömmlichen Ultraschallprüfung.
• Kein Koppelmittel ist für den Betrieb piezoelektrischer Wandler erforderlich
• Keine Notwendigkeit für vorherige Oberflächenvorbereitung wie Reinigung und Glättung
• EMA-Wandler haben keine Empfindlichkeit gegenüber dem Neigungswinkel des Wandlers relativ zur Einkopplungsoberfläche der akustischen Welle. Die Neigung des Wandlers ändert nur den Signalpegel, und die Wellenrichtung und damit die zeitlichen Echosignalpositionen hängen niemals von der Neigung des Wandlers ab
• Der Abstand von der Sensoroberfläche zur Prüfobjektoberfläche kann 10 mm erreichen
• Die akustische Welle beginnt ihre Ausbreitung genau auf der Prüfobjektoberfläche und umgeht das Medium zwischen Wandler und Prüfobjekt. Dies verhindert Wellenverzerrungen in diesem Medium
• Die EMA-Technologie ermöglicht die Anregung verschiedener Wellen mit unterschiedlichen Polarisationen, wie: Lamb-Wellen, Rayleigh-Wellen, Lateralwellen mit horizontaler, vertikaler und radialer Polarisation, Longitudinalwellen
Zerstörungsfreie Prüfprodukte von Oktanta
Elektromagnetisch-akustische Umwandlung wird häufig in Geräten zur zerstörungsfreien Prüfung verwendet: Sie liegt dem Konstruktionsprinzip unserer großen Dickenmessgeräte EM1401, EM1401 UT und EM1501 sowie der kompakten EMA-Dickenmessgeräte EM2210, EM4000 und EM5000 zugrunde.