Улучшение основных параметров магнитострикционных сенсоров

Abstract

Рассмотрены различные конструкции ультразвуковых преобразователей, использующих магнитострикционный эффект и имеющих малую площадь излучающей поверхности (диаметр волновода 0,3…1,0 мм), что позволяет создать в контролируемом образце полусферическую (ненаправленную) продольную волну при зондирующем радиоимпульсном сигнале. Приведена схема стенда, с помощью которого можно определить основные характеристики и параметры составляющих элементов магнитострикционных сенсоров. Проанализировано влияние различных факторов и параметров на чувствительность и мощность излучения преобразователей. Высокая чувствительность сенсоров достигается также за счет использования специальных материалов с высокими значениями коэффициента магнитострикции и магнитострикции насыщения, которые подвергаются определенной технологической обработке. Рассмотрены способы обеспечения акустического контакта между сенсорами и объектами контроля.

Розглянуто різні конструкції ультразвукових перетворювачів, що використовують магнітострикційний ефект і мають малу площу випромінюючої поверхні (діаметр хвилеводу 0,3…1,0 мм), що дозволяє створити в контрольованому зразку напівсферичну (ненапрямлену) поздовжню хвилю при зондуючому радіоімпульсному сигналі. Наведено схему стенду, за допомогою якого можна визначити основні характеристики і параметри складових елементів магнітострикційних сенсорів. Проаналізовано вплив різних факторів і параметрів на чутливість і потужність випромінювання перетворювачів. Висока чутливість сенсорів досягається також за рахунок використання спеціальних матеріалів з високими значеннями коефіцієнта магнітострикції та магнітострикції насичення, які піддаються певній технологічній обробці. Розглянуто способи забезпечення акустичного контакту між сенсорами і об’єктами контролю.

Considered are different designs of ultrasonic transducers, applying magnetostrictive effect and having small surface radiation area (waveguide diameter 0.3-1.0 mm) that allows developing a semispherical (omnidirectional) longitudinal wave in a controlled object at probing radio-pulse signal. A scheme of a bench, which can help to determine the main characteristics and parameters of constituent elements of the magnetostrictive transducers, is provided. Effect of different factors and parameters on sensitivity and transducer radiation power was analyzed. High transducer sensitivity is also reached due to application of special materials with high values of coefficient of magnetostriction and magnetostriction saturation, which are subjected to specific technological treatment. The methods providing acoustic contact between the transducers and test objects were considered.