Descrizione
La conversione elettromagnetica acustica, o CEMA, consente di eccitare senza contatto nell’oggetto di controllo le onde acustiche di vari tipi con polarizzazione differente. La moderna base degli elementi consente di realizzare metalloscopi e spessimetri utilizzando CEMA, che operano con un interstizio di lavoro fino a 10 mm. Vale a dire, tra la superficie dell’oggetto di controllo e la superficie del sensore può essere situato vernice, plastica, sporco, aria, altri ambienti conduttivi con uno spessore fino a 10 mm. In questo modo, l’onda acustica si forma direttamente nell’oggetto di controllo e non viene distorta dal mezzo di contatto. Il meccanismo di formazione di vibrazioni meccaniche da quelle elettriche a CEMA può essere diviso in tre componenti: magnetostrizione, interazione attraverso la forza di Lorentz e interazione magnetica. Per controllare i prodotti in acciaio, nella maggior parte dei casi viene utilizzato CEMA attraverso la forza di Lorentz.
Principio di funzionamento del CEMA
Lo schema strutturale del convertitore EMA è mostrato nella figura. Il convertitore è costituito da un magnete permanente e un conduttore con corrente alternata. La corrente alternata I scorre attraverso il conduttore e crea un campo magnetico alternato B che penetra nell’oggetto di controllo e, a sua volta, crea correnti parassite in esso. La direzione delle particelle cariche che creano correnti parassite Ie è opposta alla direzione della corrente nel conduttore. Un magnete permanente crea un campo magnetico permanente normalmente diretto rispetto alla superficie dell’oggetto di controllo. Le particelle cariche che si muovono in un campo magnetico sono influenzate dalla forza di Lorentz F, che è diretta lungo la superficie dell’oggetto da testare. La forza di Lorentz contribuisce a uno spostamento meccanico della zona delle correnti parassite, il che dà l’inizio alla formazione di un’onda acustica.
I principali vantaggi della tecnologia di controllo con l’uso del CEMA rispetto ai tradizionali controlli ad ultrasuoni
- Nessun liquido di contatto, che è tanto necessario per il funzionamento di trasduttori piezoelettrici
- Non è necessaria alcuna preparazione preliminare della superficie, come la raschiatura e la levigatura
- I convertitori EMA non sono sensibili all’angolo di inclinazione del convertitore rispetto alla superficie di ingresso dell’onda acustica. L’inclinazione del convertitore cambia solo il livello del segnale, la direzione dell’onda, e quindi la posizione temporale dei segnali di eco non dipende dall’inclinazione del convertitore
- La distanza dalla superficie del sensore alla superficie dell’oggetto di controllo può essere fino a 10 mm
- L’onda acustica inizia a diffondersi direttamente sulla superficie dell’oggetto di controllo, bypassando l’ambiente tra il convertitore e l’oggetto di controllo. A causa di questo, non vi è alcuna distorsione dell’onda in questo ambiente
- La tecnologia EMA consente di formare diversi tipi di onde con polarizzazione diversa. Comprese le onde Lamb, Rayleigh, le onde trasversali con polarizzazione orizzontale, verticale e radiale, le onde longitudinali
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