Особливості використання механізмів електромагнітно-акустичного перетворення при контролі якості прокатних виробів

Abstract

Виконано аналіз інформаційних джерел, в яких наведені результати за останні роки теоретичних і модельних досліджень електромагнітної-акустичного способу збудження і прийому ультразвукових хвиль об’ємного, поверхневого і нормального типів в катаних металовиробах. Показано, що взаємодія вихрових струмів з індукцією поля підмагнічування породжує сили,які приводять до збудження ультразвукових імпульсів. Окрім сили Ампера виникають також магнітострикційні сили, що обумовлені ефектом Джоуля, а також сили, що виникають за рахунок протягування виробу до перетворювача. Визначено, що прийом акустичних хвиль електоомагнітно – акустичним перетворювачем обумовлений вихровими струмами в приповерхневому шарі катаного металовиробу, що коливається з певною швидкістю в магнітному полі, а також за рахунок зворотних магнітострикційних або магнітопружних ефектів (Маттеучі, Віларі) при деформації металу акустичної хвилею. Встановлено, що комплексними теоретичними і модельними дослідженнями створюються більш ефективні основи конструювання ультразвукових перетворювачів різного призначення. Показана можливість створення електромагнітно – акустичних ультразвукових перетворювачів з фазованими гратками, а також пристроїв з імпульсними джерелами поляризуючого магнітного поля.

The analysis of information sources is carried out, in which the results of recent years of theoretical and model studies of the electromagnetic-acoustic method of exciting and receiving ultrasonic waves of volume, surface and normal types in rolled metal products are presented. It is shown that the interaction of eddy currents with the induction of the magnetization field generates forces that lead to the excitation of ultrasonic pulses. In addition to the Ampere force, there are also magnetostrictive forces due to the Joule effect, as well as forces arising from pulling the product to the transducer. It was determined that the reception of acoustic waves by an electromagnetic - acoustic transducer is caused by eddy currents in the surface layer of rolled metal products, which oscillates at a certain speed in a magnetic field, and also due to inverse magnetostrictive or magnetoelastic effects (Matteuchi, Vilari) during deformation of a metal surface by an acoustic wave. It has been established that complex theoretical studies create more effective foundations for the design of ultrasonic transducers for various purposes. The possibility of creating electromagnetic - acoustic ultrasonic transducers with a phased array, as well as devices with pulsed sources of a polarizing magnetic field is shown.