On improving the efficiency of the pass-through electromagnetic-acoustic transducer of longitudinal waves
- Authors: Muraveva O.V1,2, Myshkin Y.V1, Nagovitsyn A.A1
-
Affiliations:
- Kalashnikov Izhevsk State Technical University
- Udmurt Federal Research Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences
- Issue: No 3 (2023)
- Pages: 3-13
- Section: Articles
- URL: https://journals.rcsi.science/0130-3082/article/view/144335
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0130308223030016
- EDN: https://elibrary.ru/OOQZWK
- ID: 144335
Cite item
Abstract
The paper theoretically and experimentally investigates the possibility of increasing the efficiency of pass-through electromagnetic-acoustic (EMA) transducers of longitudinal waves when changing the direction of current in a high-frequency inductor and forming a co-directional (counter-directional) switch of the magnetic field of the inductor relative to the polarizing field of constant magnetization. It is shown that the increase in the EMA conversion efficiency due to the electrodynamic mechanism is due to a local increase in the eddy current density along the edges of the aperture of the high-frequency inductor when the magnetic field is turned on counter-directionally. These patterns are most evident for samples with high
About the authors
O. V Muraveva
Kalashnikov Izhevsk State Technical University;Udmurt Federal Research Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences
Email: olgak166@mail.ru
Izhevsk,Russia
Yu. V Myshkin
Kalashnikov Izhevsk State Technical UniversityIzhevsk,Russia
A. A Nagovitsyn
Kalashnikov Izhevsk State Technical UniversityIzhevsk,Russia
References
- Hirao M., Ogi H. Electromagnetic Acoustic Transducers. Springer. 2017. P. 360. doi: 10.1007/978-4-431-56036-4
- Liu T., Jin Y., Pei C., Han J., Chen Z. A compact guided-wave EMAT with pulsed electromagnet for ferromagnetic tube inspection // International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics. 2020. V. 64. No. 1-4. P. 951-958. doi: 10.3233/JAE-209409
- Munoz C.Q.G., Jimenez A.A., Marquez F.P.G., Kogia M., Cheng L., Mohimi A., Papaelias M. Cracks and Welds Detection Approach in Solar Receiver Tubes Employing EMATs // Structural Health Monitoring. 2017. https://doi.org/10.1177/1475921717734501
- Муравьева О.В., Муравьев В.В. Методические особенности использования SH-волн и волн Лэмба при оценке анизотропии свойств листового проката // Дефектоскопия. 2016. № 7. С. 3-11.
- Aleshin N.P., Krysko N.V., Kusyy A.G., Skrynnikov S.V., Mogilner L.Yu. Investigating the Detectability of Surface Volumetric Defects in Ultrasonic Testing with the Use of Rayleigh Waves Generated by an Electromagnetic-Acoustic Transducer // Russian Journal of Nondestructive Testing. 2022. V. 57. No. 5. P. 361-368.
- Алешин Н.П., Крысько Н.В., Кусый А.Г., Скрынников С.В. Могильнер Л.Ю. Исследование выявляемости поверхностных объемных дефектов при ультразвуковом контроле с применением волн Рэлея, генерируемых электромагнитно-акустическим преобразователем // Дефектоскопия. 2021. № 5. С. 22-30. doi: 10.31857/S0130308221050031
- Aleshin N.P., Krysko N.V., Skrynnikov S.V., Kusyy A.G. Studying Detectability of Plane Surface Defects by Ultrasonic Method Using Rayleigh Waves // Russian Journal of Nondestructive Testing. 2021. V. 57. No. 6. P. 446-454.
- Алешин Н.П., Крысько Н.В., Скрынников С.В., Кусый А.Г. Исследование выявляемости поверхностных плоскостных дефектов ультразвуковым методом с применением волн Рэлея // Дефектоскопия. 2021. № 6. С. 26-34. doi: 10.31857/S0130308221060038
- Муравьев В.В., Гущина Л.В., Казанцев С. Оценка накопленной поврежденности шеек осей колесных пар вагонов ультразвуковым методом с использованием рэлеевских и головных волн // Дефектоскопия. 2019. № 10. С. 14-23. doi: 10.1134/S0130308219100026
- Муравьева О.В., Волкова Л.В., Муравьев В.В., Синцов М.А., Мышкин Ю.В., Башарова А.Ф. Чувствительность электромагнитно-акустического метода многократной тени с использованием рэлеевских волн при контроле труб нефтяного сортамента // Дефектоскопия. 2020. № 12. С. 48-57. doi: 10.31857/S0130308220120052.
- Муравьева О.В., Муравьев В.В., Стрижак В.А., Мурашов С.А., Пряхин А.В. Акустический волноводный контроль линейно-протяженных объектов. Издательство Сибирского отделения РАН, 2017. С. 234.
- Kapayeva S.D., Bergander M.J., Vakhguelt A., Khairaliyev S. Remaining life assessment for boiler tubes affected by combined effect of wall thinning and overheating // Journal of Vibroengineering. 2017. V. 19. No. 8. P. 5892-5907. doi: 10.21595/jve.2017.18219
- Ашихин Д.С., Федоров А.В. Исследование влияния параметров электромагнитно-акустического преобразователя на точность измерения толщины изделий // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2022. Т. 22. № 2. С. 376-384. doi: 10.17586/2226-1494-2022-22-2-376-384
- Сучков Г.М., Мигущенко Р.П., Кропачек О.Ю., Плеснецов С.Ю., Билык З.В., Хорошайло Ю.Е., Ефименко С.А., Салам Б. Бесконтактный спектральный экспресс-способ обнаружения коррозионных повреждений металлоизделий // Дефектоскопия. 2020. № 1. С. 14-21. doi: 10.31857/S0130308220010029
- Бабкин С.Э. Определение скорости основных типов акустических волн в металлах приставным датчиком // Дефектоскопия. 2020. № 4. С. 32-39. doi: 10.31857/S0130308220040041
- Murav'eva O., Murav'ev V., Volkova L., Kazantseva N., Nichipuruk A., Stashkov A. Acoustic properties of low-carbon 2% Mn-doped steel manufactured by laser powder bed fusion technology // Additive Manufacturing. 2022. V. 51. P. 102635. doi: 10.1016/j.addma.2022.102635
- Федорова Н.В., Леньков С.В. Исследование магнитоупругих свойств аморфно-кристаллического сплава fe73.7cu1.0nb3.2si12.7b9.4 и методика эксперимента при использовании электромагнитно-акустического преобразования // Химическая физика и мезоскопия. 2020. Т. 22. № 4. С. 448-457. doi: 10.15350/17270529.2020.4.42
- Муравьев В.В., Будрин А.Ю., Синцов М.А. Влияние циклически изменяющихся нагрузок на скорости сдвиговых и Рэлеевских волн в стальных прутках разной термической обработки // Интеллектуальные системы в производстве. 2020. Т. 18. № 4. С. 4-10. doi: 10.22213/2410-9304-2020-4-10
- Волкова Л.В., Муравьева О.В., Муравьев В.В. Неравномерность акустической анизотропии толстолистового стального проката // Сталь. 2021. № 5. С. 36-41.
- Булдакова И.В., Волкова Л.В., Муравьев В.В. Распределение напряжений в образцах труб магистральных газопроводов со сварным соединением // Интеллектуальные системы в производстве. 2020. Т. 18. № 1. С. 4-8. doi: 10.22213/2410-9304-2020-1-4-8
- Муравьев В.В., Муравьева О.В., Будрин А.Ю., Синцов М.А., Зорин А.В. Акустическая структуроскопия стальных образцов, нагруженных изгибом с вращением при испытаниях на усталость // Вестник ИжГТУ имени М.Т. Калашникова. 2019. Т. 22. № 1. С. 37-44. doi: 10.22213/2413-1172-2019-1-37-44
- Liu Z., Deng L., Zhang Y., Li A., Bin W., He C. Development of an omni-directional magnetic-concentrator-type electromagnetic acoustic transducer // NDT & E International. 2020. V. 109. P. 102193. doi: 10.1016/j.ndteint.2019.102193
- Сучков Г.М., Мигущенко Р.П., Кропачек О.Ю. Портативный накладной прямой совмещенный электромагнитно-акустический преобразователь для ультразвукового контроля через диэлектрические слои толщиной до 20 мм на поверхности ферромагнитных металлоизделий // Дефектоскопия. 2022. № 5. С. 13-23. doi: 10.31857/S0130308222050025
- Злобин Д.В., Муравьева О.В. Особенности построения аппаратуры электромагнитно-акустической дефектоскопии пруткового проката с использованием стержневых волн // Вестник ИжГТУ имени М.Т. Калашникова. 2012. № 4 (56). С. 99-104.
- Rieger K., Erni D., Rueter D. Noncontact reception of ultrasound from soft magnetic mild steel with zero applied bias field EMATs // NDT & E International. 2022. V. 125. P. 102569. doi: 10.1016/j.ndteint.2021.102569
- Ren W., He J., Dixon S., Xu K. Enhancement of EMAT's efficiency by using silicon steel laminations back-plate // Sensors and Actuators A: Physical. 2018. V. 274. P. 189-198. doi: 10.1016/j.sna.2018.03.010
- Xiang L., Dixon S., Thring C.B., Li Z. Edwards R.S. Lift-off performance of electromagnetic acoustic transducers (EMATs) for surface acoustic wave generation // NDT & E International. 2022. V. 126. P. 102576. doi: 10.1016/j.ndteint.2021.102576
- Tu J., Zhong Z., Song X., Zhang X., Deng Z., Liu M. An external through type RA-EMAT for steel pipe inspection // Sensors and Actuators A: Physical. 2021. V. 331. P. 113053. doi: 10.1016/j.sna.2021.113053
- Liu H., Liu T., Yang P., Liu Y., Gao S., Li Y., Li T., Waang Y. Design and experiment of array Rayleigh wave-EMAT for plane stress measurement // Ultrasonics. 2022. V. 120. P. 106639. doi: 10.1016/j.ultras.2021.106639
- Tkocz J., Greenshields D., Dixon S. High power phased EMAT arrays for nondestructive testing of as-cast steel // NDT & E International. 2019. V. 102. P. 47-55. doi: 10.1016/j.ndteint.2018.11.001
- Муравьев В.В., Муравьева О.В., Петров К.В. Связь механических свойств пруткового проката из стали 40Х со скоростью объемных и рэлеевских волн // Дефектоскопия. 2017. № 8. С. 20-28.
- Murav′eva O.V., Brester A.F., Murav′ev V.V.Comparative Sensitivity of Informative Parameteres of Electromagnetic-Acoustic Mirror-Shadow Multiple Reflections Method during Bar Stock Testing // Russian Journal of Nondestructive Testing. 2022. V. 58. No. 8. P. 689-704.
- Муравьева О.В., Брестер А.Ф., Муравьев В.В. Сравнительная чувствительность информативных параметров электромагнитно-акустического зеркально-теневого метода на многократных отражениях при контроле пруткового проката // Дефектоскопия. 2022. № 8. С. 36-51.
- Муравьева О.В., Муравьев В.В., Кокорина Е.В., Лойферман М.А. Реальная чувствительность входного акустического контроля прутков-заготовок при производстве пружин // В мире неразрушающего контроля. 2013. № 1 (59). С. 52-60.
- Буденков Г.А., Недзвецкая О.В. Динамические задачи теории упругости в приложении к проблемам акустического контроля и диагностики. М.: ООО Издательская фирма "Физико-математическая литература", 2004. 135 с. ISBN 5-94052-061-X.
- Костин В.Н., Василенко О.Н., Сандомирский С.Г. Структурная чувствительность параметров несимметричного цикла "коэрцитивный возврат-намагничивание" термообработанных низкоуглеродистых сталей // Дефектоскопия. 2018. № 11. С. 36-42. doi: 10.1134/S0130308218110052
- Stashkov A.N., Schapova E.A., Nichipuruk A.P., Korolev A.V. Magnetic incremental permeability as indicator of compression stress in low-carbon steel // NDT & E International. 2021. V. 118. P. 102398. doi: 10.1016/j.ndteint.2020.102398
- Serbin E.D., Kostin V.N., Vasilenko O.N., Ksenofontov D.G., Gerasimov E.G., Terentev P.B. Influence of the two-stage plastic deformation on the complex of the magnetoacoustic characteristics of low-carbon steel and diagnostics of its structural state // NDT & E International. 2020. V. 116. P. 102330. doi: 10.1016/j.ndteint.2020.102330
- Wang S., Kang L., Li Z., Zhai G., Zhang L. 3-D modeling and analysis of meander-line-coil surface wave EMATs // Mechatronics. 2012. V. 22. No. 6. P. 653-660. doi: 10.1016/j.mechatronics.2011.04.001
- Муравьева О.В., Петров К.В. Акустическое поле, формируемое в условиях импульсного излучения-приема на поверхности эллиптического цилиндра // Акустический журнал. 2019. Т. 65. № 1. С. 110-119. doi: 10.1134/S0320791919010064
- Plesnetsov S.Yu., Petrishchev O.N., Mygushchenko R.P., Suchkov G.M. Simulation of electromagnetic-acoustic conversion process under torsion waves excitation. part 2 // Technical Electrodynamics. 2018. № 1. P. 30-36. doi: 10.15407/techned2018.01.030
- Li Y., Liu Z., Miao Y., Yuan W., Liu Z. Study of a spiral-coil EMAT for rail subsurface inspection // Ultrasonics. 2020. V. 108. P. 106169. doi: 10.1016/j.ultras.2020.106169
- Сандомирский С.Г. Использование параметров предельной петли гистерезиса для синтеза структурочувствительных магнитных параметров сталей // Контроль. Диагностика. 2017. № 11. С. 26-31. doi: 10.14489/td.2017.11.pp.026-031