铁磁性材料的磁声发射测试

AESENSORS

电磁声发射技术是一种新型的无损检测技术，它通过电磁加载来产生声发射响应，从而具有电磁加载和声发射检测的优点，特别适合于导电薄板结构的无损检测。本文从电磁声发射的原理出发，对因施加电磁场产生的应力在缺陷处产生机械波的现象进行研究，从而揭示电磁声发射的产生机理。这里我们通过对施加瞬态电磁场后产生局部动态应力的一个带有缺陷的金属薄板进行研究，揭示局部施加电磁负载产生的声发射现象，从而说明电磁场能够激励缺陷自身产生弹性机械波用于无损检测。
由电磁感应在导体材料中感应涡流产生超声波进行无损探伤已经是一个成熟的技术，但通过电磁加载在导体材料中激发声发射却是一个新的概念。我们知道，通过金属导体的电流在导体的缺陷（有气孔、裂缝或杂质）部位会发生电流集中效应，如图1所示。在导体缺陷部位通过的大密度电流将会在缺陷表面施加一个电磁力。另外我们看到缺陷的尖端两侧的电流方向相反，就好像一个单匝螺线管线圈，使磁通集中并产生洛仑兹力。缺陷尖端处的电流密度可以比其他地方的电流密度大一个数量级，只要尖端处的电流密度达到一定程度就会激发出可测声波响应。它可以用来对导电板缺陷进行检测。
激发声发射的电磁加载可以是动态电磁场感应涡流的形式，也可以是对被测物体直接通电流。通过动态电磁感应涡流加载产生声发射，可以做到无接触无损探伤。但对于涡流加载线圈不易到达的部件，使用直接通电流的方法则更简单可行。
通过电磁激发声发射来进行无损检测是可行的，电磁声发射技术是一个很有发展前景的无损检测新技术。缺陷本身就是检测信号的发射源的特点，使其在导电薄板结构的无损检测上具有无可比拟的优势。相信随着对电磁声发射技术的进一步研究，电磁声发射技术会成为一个有效的新型无损检测方法。