LAB6 (Некоторые лабы по акустике)
Описание файла
Файл "LAB6" внутри архива находится в папке "Лабораторная работа № 6". Документ из архива "Некоторые лабы по акустике", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "акустика" из 8 семестр, которые можно найти в файловом архиве НИУ «МЭИ» . Не смотря на прямую связь этого архива с НИУ «МЭИ» , его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "лабораторные работы", в предмете "акустика" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "LAB6"
Текст из документа "LAB6"
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.
