Основные способы возбуждения ультразвуковых колебаний

Элекромагнитно-акустический (ЭМА)

При подаче на высокочастотную катушку переменного тока возникающее переменное магнитное поле будет наводить вихревой ток в поверхностном слое. В результате взаимодействия переменного вихревого тока с постоянным или переменным магнитным полем частицы металла совершают колебательное движение в плоскости, параллельной плоскости объекта, возбуждая поперечную волну C_e, которая распространяется перпендикулярно этой плоскости. Отраженная от неоднородности или противоположной стороны поверхности ультразвуковая волна возвращается к поверхности сканирования, вызывает колебательное движение частиц среды в магнитном поле и приводит к возникновению вихревых токов. Электромагнитное поле этих токов, пересекая высокочастотную катушку, наводит в ней переменную ЭДС, которая преобразовывается в электрический сигнал, усиливается и регистрируется индикатором.

Описанный электродинамический эффект позволяет возбуждать как поперечные, так и продольные волны в любых токопроводящих материалах. Следует отметить, что в ферромагнитных материалах эффективность возбуждения продольных волн хуже по сравнению с поперечными, вследствие большой магнитной проницаемости этих материалов. Для возбуждения волн под углом к поверхности, волн Рэлея и Лэмба, применяют катушки с противоположным направлением тока, в которых проводники расположены на расстоянии Cр/2ƒ (где Ср - фазовая скорость).

С помощью ЭМА метода удается возбудить нормальные поперечные волны, что крайне трудно сделать другими способами. Одно из важных достоинств метода - стабильность амплитуды сигнала при наличии неровностей поверхности, окалины или краски. К достоинствам метода следует также отнести возможность контроля при высоких температурах (до 1300°), избирательную возможность приема того типа волн, который наиболее важен. Недостатками следует считать громоздкость преобразователей и резкое уменьшение чувствительности с увеличением величины зазора. Установлено, что чувствительность метода при d = 0,1...0,2 мм в два-три раза ниже по сравнению с пьезоэлектрическим методом возбуждения УЗ колебаний. Способ нашел применение при контроле рельсов, труб и т.д.