Некоторые лабы по акустике (LAB6)

Посмотреть архив целиком

Лабораторная работа №6


ИССЛЕДОВАНИЕ

ЭЛЕКТРОМАГНИТНО-АКУСТИЧЕСКОГО МЕТОДА ИСПЫТАНИЯ

МЕТАЛЛОВ


Цель работы


1. Ознакомление с бесконтактными методами возбуждения и приема ультразвуковых колебаний (УЗК).

2. Исследование основных закономерностей возбуждения и приема УЗК в металлах на основе электромагнитно-акустического метода (ЭМА-метода).


Домашнее задание


1. Оценить величину электромагнитно-акустического параметра b2 для образцов из меди, алюминия, стали, свинца и латуни.

2. Рассчитать и построить график зависимости относительной ЭДС E/E0 от индукции магнитного поля B для образца из алюминия. При В = 1 Тл Е=Eо.

3. Рассчитать и построить график зависимости относительной ЭДС E/E0 от величины зазора h, приняв за E0 ЭДС E при h = 0,25 мм.

4. Рассчитать и построить график зависимости относительной ЭДС E/E0 от величины акустического сопротивления образцов r .C , приняв за E0 ЭДС для образца из алюминия.

Параметры образцов представлены в табл. 6.1


Таблица 6.1

Материал

Параметры образцов

образца

s.10-6, Ом/м

C , м/c

r . С . 10-6 , кг/м2 . с

Алюминий

35

3330

9,06

Медь

57

2750

24,1

Свинец

4,5

1590

18,1

Нержавеющая сталь

2,1

3340

26,8

Латунь

15,5

2220

19,75



Рабочее задание


1. Снять зависимость относительной ЭДС E/E0 от магнитной индукции В для образца из алюминия. Результаты эксперимента нанести на график, полученный в п. 2 домашнего задания.

2. При заданной индукции В = 1 Тл снять зависимость относительной ЭДС E/E0 от зазора h для образца из алюминия.

Изменение зазора производят с помощью прокладок из диэлектрика, помещаемых между образцом и преобразователем. Начальный зазор h = 0,2 мм. Результаты эксперимента нанести на график, полученный в п. 2 домашнего задания: ' 3. При B = l Тл снять зависимость относительной ЭДС E/E0 от акустического сопротивления образцов. Результаты эксперимента нанести на график, полученный в п. 4 домашнего задания.


Описание лабораторной установки

Установка содержит следующее оборудование: ультразвуковой импульсный дефектоскоп ДУК-66, регулируемый источник тока, амперметр, вольтметр, электромагнит, преобразователи и образцы для экспериментальных исследований.

Рис. 6.1 Структурная схема экспериментальной установки

На рис. 6.1 изображена структурная схема лабораторной установки для исследования бесконтактного метода возбуждения и приема УЗК. Высокочастотная катушка индуктивности 1, помещенная вместе с образцом 3 между полюсами электромагнита 2, подключена ко входу дефектоскопа ДУК-66, работающего по совмещенной схеме, т. е. выход генератора зондирующих импульсов соединен со входом приемника. Эхоимпульсы высвечиваются на ЭЛТ прибора.


Методические указания


1. В основе бесконтактных способов возбуждения и приема ультразвуковых колебаний с использованием вихревых токов лежат два закона электродинамики [1].


(1)

где f — вектор плотности объемных сил, возникающих при взаимодействии магнитного поля с вектором индукции В и током плотностью j, Eэ - вектор напряженности электрического поля, возникающего в результате движения элементов проводника в магнитном поле; - скорость колебания частиц материала.

В установке возбуждение вихревых токов в образце (в виде импульса) происходит путем разряда конденсатора на обмотку катушки ЭМА-преобразователя. Формула для расчета ЭДС, наводимой в катушке-приемнике, имеет вид



Здесь В - индукция магнитного поля; w - число витков в катушке излучателя приемника; I - ток через катушку; D - ее диаметр; r.C - акустическое сопротивление материала образца; h - расстояние от катушки до образца; b - электромагнитно-акустический параметр.

2. ЭМА-параметр b определяется выражением



Здесь w - циклическая частота колебаний; s, m, C - соответственно удельная электрическая проводимость, относительная магнитная проницаемость и скорость ультразвука в образце; m0 = 4.p . 10-7 Гн/м. При расчетах следует принять f=2,5МГц.

3. При измерениях пользоваться градуировочной кривой В(I), имеющейся на стенде.

Контрольные вопросы

1. Каковы основные преимущества и недостатки бесконтактных методов по сравнению с контактными?

2. Какие эффекты лежат в основе бесконтактных методов возбуждения акустических волн?

3. Что представляют собой ЭМА-преобразователи для возбуждения продольных и поперечных акустических волн?

4. Как влияют параметры преобразователя на величину регистрируемого сигнала?

5. Объясните характер распределения поверхностных сил в окрестности ЭМА-преобразователя.


Случайные файлы

Файл
83335.rtf
153629.rtf
135330.doc
35322.rtf
60912.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.