Моделирование системы подмагничивания
Как отмечалось ранее, возбуждение ультразвука электромагнитно-акустическим способом, возможно лишь при наличии постоянного магнитного поля B0.
В данной работе для получения магнитного поля используются постоянные магниты на основе сплава NdFeB (неодим железо бор). Данные магниты значительно превосходят по магнитной индукции ферритовые магниты FeBa, FeS.
Для того, чтобы определить величину магнитного поля и его распределение в объекте контроля, необходимо провести его моделирование. Для моделирования магнитных полей использовалась программа ELCUT.
Измерение смоделированного магнитного поля производилось по контуру 4 (рисунок 5), причем оценивалась нормальная составляющая магнитного поля, так как именно нормальная составляющая участвует в возбуждении поперечных волн в объекте.
Результаты моделирования показаны на рисунках (рисунок 6, 7). По графику на рисунке 7 можно определить максимальное значение магнитного поля, которое составляет 1,16 Тл.
Рисунок 5 Геометрическая модель моделирования
(1, 2 – постоянные магниты, 3 – пруток, 4 – контур для измерения нормальной составляющей магнитного поля)
Рисунок 6 Результат моделирования
Рисунок 7 График изменения нормальной составляющей магнитного поля (Bn) при обходе по контуру
Глава 3 Экспериментальные исследования
Описание экспериментальной установки
Схема экспериментальной установки представлена на рисунке (рисунок 8). Установка работает следующим образом: электрический импульс с генератора 1 подается на совмещенный электромагнитно-акустический преобразователь проходного типа 2, излучающий поперечную акустическую волну. Многократно отраженная от противоположной поверхности, ультразвуковая волна регистрируются тем же преобразователем, преобразующим акустические колебания в электрические импульсы, поступающие на полосовой фильтр 3, блок усилителя 4 и далее на плату аналого-цифрового преобразователя 5 персонального компьютера 6.
Так как при электромагнитно-акустическом возбуждении и приёме ультразвуковых волн коэффициенты преобразования малы, энергия акустических импульсов практически не убывает.
Рисунок 8 Функциональная схема экспериментальной установки
(1 – генератор зондирующих импульсов, 2 – электромагнитно-акустический преобразователь,3 – полосовой фильтр, 4 – усилитель, 5 – аналого – цифровой преобразователь, 6 – персональный компьютер).
Вывод эхограммы на экран компьютера производится при помощи программы «ПРИНС». Действие программы данной аналогично работе осциллографа. Управление программой производится при помощи стандартных компьютерных устройств (клавиатура и «мышь»).
Программа «ПРИНС» выполняет следующие действия:
Поддерживает интерфейс управления всеми узлами дефектоскопа в ручном режиме;
Производит синхронную с генератором зондирующих импульсов регистрацию сигнала
Отображает зарегистрированный сигнал в вольтах с возможностью масштабирования его отдельных элементов
Предоставляет возможность ручного измерения параметров сигнала;
Производит расчет базовых параметров зарегистрированного сигнала (время, частота, затухание и т.д.);
Отображает на экране линии уровней;