EMAT oder Electro Magnetic Acoustic Transducer ist eine Ultraschallprüftechnik (UT), bei der der Schall im zu prüfenden Teil und nicht im Schallwandler erzeugt wird.
Ein EMAT induziert Ultraschallwellen in ein Prüfobjekt mit zwei interagierenden Magnetfeldern. Ein relativ hochfrequentes (HF) Feld, das von elektrischen Spulen erzeugt wird, interagiert mit einem niederfrequenten oder statischen Feld, das von Magneten erzeugt wird, um eine Lorentz-Kraft zu erzeugen, ähnlich wie bei einem Elektromotor.
Diese Störung wird auf das Gitter des Materials übertragen und erzeugt eine elastische Welle. In einem reziproken Prozess induziert die Wechselwirkung von elastischen Wellen in Anwesenheit eines Magnetfeldes Ströme im empfangenden EMAT-Spulenkreis.
Bei ferromagnetischen Leitern erzeugt die Magnetostriktion zusätzliche Spannungen, die die Signale auf viel höhere Werte verstärken, als dies durch die Lorentzkraft allein erreicht werden könnte. Mit unterschiedlichen Kombinationen von HF-Spulen und Magneten können verschiedene Arten von Wellen erzeugt werden.
Da der Schall nicht im Schallwandler, sondern im zu prüfenden Teil erzeugt wird, haben EMATs die folgenden Vorteile gegenüber konventionelleren piezoelektrischen Schallwandlern:
EMAT ist in der Lage, alle in der Ultraschallprüfung verwendeten Wellenarten zu erzeugen, einschließlich einiger Arten, die mit herkömmlichen piezoelektrischen Wandlern sehr schwierig oder unpraktisch sind. Die nachstehende Tabelle bietet einen zusammenfassenden Leitfaden für die Art der Welle und die für verschiedene Anwendungen verfügbare Technik.
1 Generierung aus praktischen Gründen auf EMAT beschränkt
2 Besonders gut geeignet für die Generierung mit EMAT
Merkmale
Anwendungen
Elektro-Magnetischer Akustik-Wandler (EMAT) Einzigartigkeit
Merkmale
Anwendungen
Elektro-Magnetischer Akustik-Wandler (EMAT) Einzigartigkeit
Merkmale
Anwendungen
Elektro-Magnetischer Akustik-Wandler (EMAT) Einzigartigkeit
Als Ultraschalltechnik kann EMAT eingesetzt werden, um ISO, AWS, API, MIL-STD und andere internationale Ultraschallprüfnormen zu erfüllen. Innerspec Technologies hat bereits Systeme eingesetzt, die die folgenden Anforderungen erfüllen:
Auf EMAT wird auch in mehreren EMAT-Ultraschall-Normen und -Codes ausdrücklich verwiesen, u. a. in den folgenden ASTM-Richtlinien:
Der elektromagnetische Schallwandler (EMAT) ist eine zerstörungsfreie Ultraschallprüfung (NDT), die ohne Kontakt oder Kopplung arbeitet. Der Schall wird direkt im Material in der Nähe des Schallkopfes erzeugt. Diese kopplungsfreie Eigenschaft macht den Electro-Magnetic Acoustic Transducer einzigartig für verschiedene Anwendungen:
Merkmale
Anwendungen
Elektro-Magnetischer Akustik-Wandler (EMAT) Einzigartigkeit
Merkmale
Anwendungen
Elektro-Magnetischer Akustik-Wandler (EMAT) Einzigartigkeit
Merkmale
Anwendungen
Elektro-Magnetischer Akustik-Wandler (EMAT) Einzigartigkeit
Die Ultraschallprüfung ist die Verwendung von Hochfrequenz-Schallwellen zur Erkennung von Fehlstellen, zur Durchführung von Messungen oder zur Lokalisierung von Änderungen der Materialeigenschaften von festen Objekten. Aufgrund ihrer Fähigkeiten und Zuverlässigkeit ist die Ultraschallprüfung eine der am schnellsten wachsenden zerstörungsfreien Prüftechniken. Es ist die Methode der Wahl für kritische Anwendungen, bei denen eine vollständige volumetrische Inspektion erforderlich ist, insbesondere wenn nur ein begrenzter Zugang zu dem zu prüfenden Objekt besteht.
Der piezoelektrische Kristall erzeugt eine mechanische Störung (Ultraschallwelle), wenn er einer Spannung ausgesetzt wird. Diese Ultraschallwelle wird vom Wandler in das Objekt übertragen, um die Prüfung durchzuführen. Da Ultraschallwellen aufgrund von Impedanzunterschieden nicht ohne weiteres durch Luft übertragen werden können, muss sich zwischen dem Schallwandler und dem zu prüfenden Festkörper eine Flüssigkeit befinden.
Ein EMAT oder elektromagnetisch-akustischer Wandler besteht aus einem Magneten und einer Drahtspule und beruht auf der elektromagnetisch-akustischen Wechselwirkung zur Erzeugung elastischer Wellen (Ultraschall). Mit Hilfe von Lorentz-Kräften und Magnetostriktion interagieren der EMAT und die metallische Prüfoberfläche und erzeugen eine akustische Welle im Material. Das zu prüfende Material ist sein eigener Wandler und es besteht keine Notwendigkeit, den EMAT mit dem Material zu koppeln, was einer der Vorteile des EMAT ist. Für weitere Informationen siehe EMAT-Technologie.
EMATs können problemlos jeden Wellenmodus erzeugen, der mit piezoelektrischen UTs möglich ist (Rayleigh, Kriechen, vertikale Scherung, Longitudinalwellen) sowie andere, die mit herkömmlichen Methoden nur sehr schwer zu erzeugen sind (horizontale Scherung, Lamb). Darüber hinaus können EMATs Scherwellen in jedem beliebigen Winkel erzeugen und das Material mit demselben Schallkopf von 0º bis 90º abtasten, indem einfach die Frequenz geändert wird. Was die verfügbaren Frequenzen betrifft, so hat Innerspec Systeme im Bereich von 50KHz bis 12MHz eingesetzt.
Da der Schall im geprüften Teil erzeugt wird, hat der EMAT-Test mehrere einzigartige Vorteile:
Aufgrund der spezifischen Teilchenbewegung ist die horizontal polarisierte Scherenergie das einzige praktische Mittel zur Ultraschallprüfung von austenitischen Schweißnähten und Materialien mit dendritischen Kornstrukturen (z. B. Schweißnähte aus Edelstahl). Darüber hinaus füllen horizontale Scherwellen als geführte Welle oder Plattenwelle die gesamte Materialdicke aus und ermöglichen eine vollständige Prüfung durch die gesamte Dicke in einem Durchgang des Schallkopfs.
EMAT eignet sich besonders gut für reale, industrielle Anwendungen, bei denen es auf Schnelligkeit und Genauigkeit der Prüfung ankommt und die Bedingungen des Materials und des Prozesses nicht immer ideal sind, da die EMAT-Prüfung Vorteile bietet.
EMAT funktioniert mit jedem Material, das Elektrizität leitet. Insgesamt funktioniert EMAT mit fast allen Metallen, jedoch sind einige Metalle besser für die Technik geeignet als andere.
EMAT ist eine relativ neue Technik, die von vielen potenziellen Anwendern noch unerforscht ist. EMAT-Prüfköpfe benötigen außerdem eine hohe Leistung und eine spezielle elektronische Ausrüstung, die nicht überall verfügbar ist. In dem Maße, wie die Industrie die Vorteile von EMAT-Tests entdeckt, wird sich ihr Einsatz auf immer mehr Anwendungen ausweiten.
In Bezug auf die Wellenausbreitung und das Ansprechen auf Defekte gelten für EMAT die gleichen Normen wie für die konventionelle UT. Darüber hinaus gibt es anerkannte ASTM-Normen zur EMAT-Prüfung. Siehe EMAT-Technologie.
Da EMAT mehr Energie zur Erzeugung des Ultraschalls benötigt, sind EMAT-Geräte im Allgemeinen teurer als piezoelektrische UT-Geräte. Durch den Wegfall der Koppelmittelzufuhr und -entsorgung und die geringere Beeinflussung durch Prozess- und Materialbedingungen sind sie jedoch in integrierten Prüfsystemen deutlich kostengünstiger. Im Allgemeinen sind integrierte EMAT-Systeme normalerweise gleichwertig oder kostengünstiger als piezoelektrische UT-Systeme.
Die Echtzeitprüfung bei Produktionsgeschwindigkeiten ist einer der interessantesten Vorteile von EMAT. Wir haben derzeit Schweißnahtprüfsysteme, die mit 3m/s arbeiten, und einige Anwendungen haben Prüfgeschwindigkeiten von 26m/s erreicht.
Ja. Weder von der Technologie noch von den Geräten gehen Gesundheitsrisiken aus.
Ja, EMAT-Schallköpfe können in Phased Array verwendet werden. Innerspec Technologies hat mehrere Anwendungen mit Phased Array für die Prüfung von Schweißnähten und großen Volumen entwickelt.
Wir konzipieren unser integriertes System so, dass es von Anlagenbedienern ohne spezielle Ultraschall-Ausbildung verwendet werden kann. Unsere tragbaren Messgeräte ähneln konventionellen UT-Systemen, mit nur einigen besonderen Merkmalen, die einzigartig für EMAT sind.
Ja. Innerspec Technologies vertreibt Sensoren und verfügt über Forschungskapazitäten, um kundenspezifische Lösungen für bestimmte Anwendungen zu entwickeln. Es ist jedoch wichtig zu wissen, dass die meisten EMAT-Sensordesigns eine leistungsstarke Instrumentierung erfordern, die nicht überall erhältlich ist. Für diese Fälle können wir auch spezifische Instrumentierungsmodule anbieten, um individuelle Anforderungen zu erfüllen.
Kontaktieren Sie uns mit den Details der Bewerbung. Sobald wir diese Informationen erhalten haben, werden wir Ihnen sofort mitteilen, ob es sich um eine gute Anwendung für EMAT handelt. Eventuell bitten wir Sie auch um die Zusendung von Mustern, um einen Proof-of-Principle- oder Machbarkeitstest durchzuführen. Sofern keine spezielle Ausrüstung erforderlich ist (z. B. kundenspezifische Sensoren), führt Innerspec Technologies diesen ersten Test völlig kostenlos durch. Wenn die Ergebnisse des Tests positiv ausfallen, erhalten Sie von uns ein vollständiges Angebot. Sobald wir Ihnen ein Angebot für Ihre Anwendung unterbreitet haben, hat das endgültige System die gleiche 100%ige Leistungsgarantie wie unsere bestehenden Produkte.
Die meisten unserer Systeme sind weltweit über unser Netzwerk von Niederlassungen und Vertriebspartnern erhältlich, obwohl einige Einschränkungen gelten. Kontaktieren Sie uns, um sich über die Verfügbarkeit in Ihrem Land zu informieren.