전자기 음향 변환 (EMAT)


설명

전자파 음향 변환(EMAT)을 사용하면 검사 대상에 따라 편극이 다른 다양한 유형의 음향파를 비접촉식으로 여기시킬 수 있습니다. 최신 하드웨어 구성 요소를 사용하면 최대 10mm의 작업 간격에서 작동하는 전자기 음향 변환(EMAT)을 사용하여 결함 감지기와 두께 측정기를 만들 수 있습니다. 즉, 페인트, 플라스틱, 먼지, 공기, 최대 10mm 두께의 기타 전도성 매체는 검사 물체의 표면과 센서 표면 사이에 위치할 수 있습니다. 이 경우 음향파는 검사 물체에 직접 형성되며 접촉 환경에 의해 왜곡되지 않습니다. EMAT를 사용하여 전기 진동으로부터 기계적 진동을 형성하는 메커니즘은 자기 변형, 로렌츠 힘을 통한 상호 작용 및 자기 상호 작용의 세 가지 구성 요소로 나눌 수 있습니다. 대부분의 경우 강철 제품을 검사하기 위해 로런츠 힘을 통해 EMAT가 사용됩니다.

EMAT의 작동 원리

EMA 변환기의 블록 다이어그램이 그림에 나와 있습니다. 변환기는 영구 자석과 교류 도체로 구성됩니다. 교류 I은 도체를 통해 흐르며 교류 자기장 B를 생성하는데, 자기장은 검사 대상을 관통하고 그 안에서 와전류를 생성합니다. 와전류를 생성하는 전하 입자의 방향 Ie는 도체의 전류 방향과 반대입니다. 영구 자석은 검사되는 물체의 표면에 정상인 일정한 자기장을 생성합니다. 자기장에서 움직이는 하전 입자는 검사 물체의 표면을 따라 향하는 로런츠 힘 F의 영향을 받습니다. 로런츠 힘은 음향파 형성의 시작인 와전류를 가진 영역의 기계적 변위에 기여합니다.

Рисунок. ЭМАП через силу Лоренца.
Figure 1. EMA 변환기의 구조.

기존 초음파 검사에 비해 EMAT 기술의 주요 이점

      • 압전 변환기 작동에 필요한 접촉 액이 없습니다.
      • 가는 작업 및 연삭과 같은 표면 준비가 필요하지 않습니다.
      • EMA 변환기는 음파의 입력 표면에 대한 변환기의 경사각에 민감하지 않습니다. 변환기의 기울기에 따라 신호 강도만 변경되지만, 파동 방향만 변경하므로 에코 신호의 시간적 위치는 변환기의 기울기에 따라 달라지지 않습니다.
      • 센서 표면에서 검사되는 물체의 표면까지의 거리는 최대 10mm입니다.
      • 음향파는 변환기와 검사된 물체 사이의 공간을 건너뛰고 검사된 물체의 표면에 직접 퍼지기 시작합니다. 이로 인해 이 환경에서는 파동의 왜곡이 없습니다.
      • EMA 기술은 다른 편광을 가진 다른 유형의 파도를 형성할 수 있게 합니다. 램파, 레일리파, 수평, 수직, 방사형 편극의 횡단파, 종파를 포함합니다.

Oktanta의 비파괴검사 제품

전자파 음향 변환은 비파괴 검사 장치에 널리 사용되며, EM1401EM1401 UT 대화면 EMA 두께 측정기와 EM2210EM4000 콤팩트 EMA 두께 측정기의 기본입니다.