УНІВЕРСАЛЬНИЙ СТЕНД ТА ОБЛАДНАННЯ ДЛЯ ДОСЛІДЖЕННЯ ЕЛЕКТРОМАГНІТНО-АКУСТИЧНИХ ПЕРЕТВОРЮВАЧІВ З ІМПУЛЬСНИМ ДЖЕРЕЛОМ ПОЛЯРИЗУЮЧОГО МАГНІТНОГО ПОЛЯ
DOI:
https://doi.org/10.31471/1993-9981-2025-1(54)-13-28Ключові слова:
research, measurement, inspection, diagnostics, ultrasonic pulses, EMAT, sensitivity, ferromagnetic product, magnetic field, pulsed magnetic field, generator, amplifier, magnetizing current, high-frequency pulsed current packets, electromagnetic field.Анотація
Дослідження направлене на підвищення чутливості електромагнітно-акустичних перетворювачів (ЕМАП) шляхом формування потужного імпульсного магнітного квазістаціонарного поля, форма якого має рівномірне значення величини індукції магнітного поля в заданому проміжку часу, який визначається розміром H металовиробу, що підлягає контролю, тобто tp = 2H/Сt, де tp – робочий час дії імпульсу намагнічування; Сt – швидкість розповсюдження зсувних ультразвукових хвиль в матеріалі металовиробу. Метою дослідження є визначення ефективних параметрів дії імпульсів намагнічування та високочастотних імпульсів живлення котушки індуктивності ЕМАП. Новизною роботи є розроблення засобів, які забезпечують зміну параметрів високочастотних імпульсів, імпульсів намагнічування та їх відносної взаємодії в заданому проміжку часу. Результати досліджень показали доцільність вибору як критерію оцінки чутливості ЕМАП, величини відношення амплітуд корисного сигналу до амплітуди завад. Завдяки такому підходу визначено раціональні величини тривалості імпульсів намагнічування, що, з однієї сторони, забезпечують мінімально необхідну величину індукції магнітного поля, а, з іншої, допустимий температурний режим роботи імпульсного магніту. Встановлено сильний вплив на величину амплітуди корисного сигналу величини затримки включення високочастотного імпульсу по відношенню до початку дії імпульсу намагнічування. Причому величина затримки залежить від сили струму в котушці намагнічування. Тобто, чим більша сила струму живлення імпульсного магніту, тим менша величина затримки і, відповідно, можна вибирати меншу тривалість імпульсу струму намагнічування, покращуючи температурний режим перетворювача.
Завантаження
Посилання
Suvorova M.D. Rozrobka namahnichuvalnykh dzherel dlia EMA peretvoriuvachiv na osnovi potuzhnykh postiinykh mahnitiv. Visnyk NTU «KhPI». Seriia: Elektroenerhetyka ta peretvoriuvalna tekhnika. № 1. 2019. P. 63-73. URL: https://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/49379 [in Ukrainian]
Bussi Salam. Elektromahnitno – akustychni peretvoriuvachi dlia ultrazvukovoho kontroliu metalovyrobiv. Dys. k.t.n. 2020. NTU «KhPI». 158 p.
Suchkov H.M., Myhushchenko R.P., Pliesnetsov S.Iu., Koshkarov Yu.Iu., Kalnytskyi M.E. Modeliuvannia impulsnykh dzherel mahnitnoho polia portatyvnykh ultrazvukovykh elektromahnitno-akustychnykh peretvoriuvachiv dlia vymiriuvan, kontroliu ta diahnostyky. Metrolohiia ta prylady. 2024. №1. P. 28-31. doi: 10.30837/2663-9564.2024.1.06 [in Ukrainian]
Shevaldykin V.G., Bobrov V.T., Alekhin S.G. EMAT transformation in pulsed magnetic field and its use in portable instruments for acoustic measurements. 16th World Conference on Nondestructive Testing. Montréal, Canada. August 30 – September 3, 2004. Book of Abstracts. TS3.24.3. P. 88. URL: https://www.ndt.net/article/wcndt2004/ pdf/noncontact_ultrasonics/256_shevaldykin.pdf
Muraveva O.V., Murav'ev A.F., Basharova (Brester) A.F. Thermal Treatment Effect and Structural State of Rod-Shaped Assortment 40Kh Steel on the Speed of Ultrasound Waves and Poisson Coefficient. Steel in Translation. 2020. Vol. 50. No. 8. P. 579-584. doi: 10.3103/S0967091220080082
Trushkevych O. Edwards R.S. Characterisation of small defects using miniaturised EMAT system. July 2019. NDT & E International 107:102140. DOI:10.1016/j.ndteint.2019.102140
Suchkov H. M., Donchenko A. V. Udoskonalennia elektromahnitno – akustychnykh peretvoriuvachiv dlia ultrazvukovoho kontroliu yakosti feromahnitnykh metalovyrobiv. Informatsiine suspilstvo: tekhnolohichni, ekonomichni ta tekhnichni aspekty stanovlennia: zb. tez dopovidei mizhnarodnoi naukovoi internet- konferentsii, 6–7 liutoho 2023 r., Ternopil–Perevorsk (Polshcha). Vol. 74. Ukraina, 2023. P. 192-194. URL: https://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/81062 [in Ukrainian]
Donchenko A.V., Myhushchenko R.P. Suchkov H.M., Kropachek O.Iu. Patent na korysnu model №156088. Nakladnyi sumishchenyi elektromahnitno – akustychnyi peretvoriuvach z impulsnym namahnichuvanniam dlia kontroliu feromahnitnykh metalovyrobiv. Zaiavka №U202304534 vid 25.05.2023 r. Opubl. 08.05.2024. Biul. №19. [in Ukrainian]
Fortunko C. N. Maclauchlan D. Rulsed electromagnets for EMATS. Fracture and Deformation Division National Bureau of Standards Boulder, CO 80303. https://core.ac.uk/download/pdf/38925797
Heng Zhang, Shu-juan Wang, Guo-fu Zhai, Ri-liang Su. Design of bulk wave EMAT using a pulsed electromagnet // Conference: 2014 IEEE Far East Forum on Nondestructive Evaluation/Testing (FENDT). doi:10.1109/FENDT.2014.6928272.
Xie C, Liu T, Pei C, Jin Y, Chen Z. A new longitudinal mode guided-wave EMAT with periodic pulsed electromagnets for non-ferromagnetic pipe. Sensor Actuat APhys. 2021. Vol. 331(1). doi: 10.1016/j.sna.2021.112991
Hernandez-valle F, Dixon S. Initial tests for designing a high temperature EMAT with pulsed electromagnet. NDT&E Int. 2010. Vol.43. P.171–175. doi: 10.1016/J.NDTEINT.2009.10.009
Guofu Zhai, Bao Liang, Xi Li, Yuhang Ge, Shujuan Wang High-temperature EMAT with double-coil configuration generates shear and longitudinal wave modes in paramagnetic steel. NDT and E International. 2022. Vol.125. P. 1-12. doi: 10.1016/j.ndteint.2021.102572
Hao K., Huang S., Zhao W. and Duan R.J. Analytical modelling and calculation of pulsed magnetic field and input impedance for EMATs with planar spiral coils. NDT & E International. 2011. Vol. 44. No. 3. Р. 274-280. doi: 10.1016/j.ndteint.2011.01.001
Suzhen Liu, Ke Chai, Chuang Zhang, Liang Jin and Qingxin Yang. Electromagnetic Acoustic Detection of Steel Plate Defects Based on High-Energy Pulse Excitation. Applied Sciences. 2020. Vol. 10. 5534. doi: 10.3390/app10165534
Suchkov H.M., Myhushchenko R.P., Pliesnetsov S.Yu., Pliesnetsov Yu.O., Kurando O.I., Aleksiiv A.H., Borodenko O.M., Butenko O.I., Rybalko A.O. Pidvyshchennia chutlyvosti elektromahnitno-akustychnykh peretvoriuvachiv dlia kontroliu, vymiriuvannia i diahnostyky feromahnitnykh metalovyrobiv za rakhunok zbilshennia velychyny induktsii mahnitnoho polia (ohliad). Tekhnichna elektrodynamika. 2025. №2. P. 85-95. doi: 10.15407/techned2025.02.085 [in Ukrainian]
Salam Bussi, Suchkov H.M., Pliesnetsov S.Iu., Myhushchenko R.P., Kropachek O.Iu., Pliesnetsov Yu.O. Henerator potuzhnykh vysokochastotnykh paketnykh impulsiv strumu dlia zhyvlennia ultrazvukovykh elektromahnitno-akustychnykh peretvoriuvachiv. Metody ta prylady kontroliu yakosti. 2019. № 2. P. 88-95. doi: 10.31471/1993-9981-2019-2(43)-88-95 [in Ukrainian]
Desiatnichenko O. V. Elektromahnitno-akustychnyi tovshchynomir dlia kontroliu metalovyrobiv z dielektrychnymy pokryttiamy: dys. kand. tekhn. nauk: 05.11.13. Kharkiv. 2015. 172 p. [in Ukrainian]
Salam Bussi. Potuzhnyi elektromahnitno-akustychnyi peretvoriuvach dlia ultrazvukovoho kontroliu metalovyrobiv. Materialy 3-yi konferentsii z mizhnarodnoiu uchastiu «Neruinivnyi kontrol v konteksti asotsiiovanoho chlenstva Ukrainy v Yevropeiskomu soiuzi». 17 19 veresnia 2019. Kyiv: NTUU «KPI». P. 50–51. [in Ukrainian]
.png)
