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電磁超聲技術(shù)簡(jiǎn)介
衡量一個(gè)國(guó)家基礎(chǔ)工業(yè)的*與否，無(wú)損檢測(cè)是其中一個(gè)重要因素。美國(guó)前總統(tǒng)*曾說(shuō)過(guò)，沒(méi)有*的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，美國(guó)就不可能享有在眾多領(lǐng)域的地位！可見無(wú)損檢測(cè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要地位。
無(wú)損檢測(cè)的目的在于定量掌握缺陷與強(qiáng)度的關(guān)系，評(píng)價(jià)構(gòu)件的允許載荷、壽命或剩余壽命；探傷設(shè)備在制造或使用過(guò)程中產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)不完整，以及缺陷的情況。從而以便改進(jìn)制造工藝，提高產(chǎn)品質(zhì)量，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，保證設(shè)備安全、高效、可靠地運(yùn)行。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用非常廣泛，可應(yīng)用在機(jī)械制造、石油化工、艦艇船舶、汽車、鐵道、建筑、冶金、航空航天和核能等工業(yè)中，能夠創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
超聲無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是五大常規(guī)檢測(cè)技術(shù)之一，具有檢測(cè)精度高、范圍廣、缺陷定位準(zhǔn)確、現(xiàn)場(chǎng)操作方便等特點(diǎn)，是應(yīng)用zhuiwei廣泛的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，體現(xiàn)在改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工制造、成品檢驗(yàn)以及設(shè)備服役各個(gè)階段。超聲無(wú)損檢測(cè)方式對(duì)于提高產(chǎn)品質(zhì)量，提升產(chǎn)品核心競(jìng)爭(zhēng)力具有重要意義。
現(xiàn)有的超聲無(wú)損檢測(cè)方式通常采用壓電超聲檢測(cè)方法，但是存在依賴聲耦合劑、檢測(cè)場(chǎng)合受限等問(wèn)題，難以用于高溫、低溫、在線等檢測(cè)領(lǐng)域。
電磁超聲無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是一種以電磁超聲換能器(Electromagnetic Acoustic Transducer，簡(jiǎn)稱EMAT) 為核心的新型超聲無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。與傳統(tǒng)的壓電超聲技術(shù)相比，該技術(shù)具有檢測(cè)時(shí)無(wú)需耦合劑，無(wú)需與試件接觸，無(wú)需對(duì)試件表面預(yù)處理，能夠方便地產(chǎn)生多種類型超聲波等優(yōu)勢(shì)，適用于無(wú)接觸檢測(cè)、高溫檢測(cè)、高速在線檢測(cè)等場(chǎng)合。電磁超聲技術(shù)顯著提高了超聲無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的檢測(cè)精度、檢測(cè)效率、應(yīng)用范圍、環(huán)境適應(yīng)性、經(jīng)濟(jì)性及環(huán)保性。
典型的電磁超聲換能器包括線圈、磁鐵和試件三個(gè)部分。在非鐵磁性材料中，EMAT的換能機(jī)理為洛倫茲力機(jī)理；而在鐵磁材料中，洛倫茲力、磁致伸縮力和磁化力三種機(jī)理將共同作用，完成超聲波的發(fā)射和接收。以洛倫茲力機(jī)理為例簡(jiǎn)介EMAT的工作原理(見圖1)：通以交變電流的導(dǎo)線 (或線圈) 置于試件表面時(shí)，將在試件表層感生出渦流；渦流與磁鐵產(chǎn)生的靜磁場(chǎng)相互作用，就會(huì)產(chǎn)生洛倫茲力；洛倫茲力將引發(fā)試件內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)的高頻振動(dòng)，這種振動(dòng)以波的形式向外傳播，就完成了超聲波的發(fā)射；通過(guò)控制線圈、磁鐵的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，就可以方便地激發(fā)出多種類型的超聲波。電磁超聲的接收是發(fā)射的逆過(guò)程。
作為傳統(tǒng)壓電超聲技術(shù)較為理想的替代品，美、德、英、日等國(guó)對(duì)電磁超聲無(wú)損檢測(cè)技術(shù)高度重視，無(wú)論在資金支持還是在人員配備上均有很大投入。近年來(lái)，這些國(guó)家已對(duì)該技術(shù)開展了廣泛而深入的研究，并將其成功應(yīng)用于冶金、焊接、列車輪軌、管道、橋梁、飛機(jī)、板材、棒材等眾多領(lǐng)域，同時(shí)其中的部分產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)。而我國(guó)在電磁超聲無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域的研究起步較晚，目前關(guān)于電磁超聲無(wú)損檢測(cè)產(chǎn)品的報(bào)道相對(duì)較少。