Ключові слова
sensor
ferromagnet
Curie point
magnetic field
magnetic induction
non-destructive testing магнітострикційний ефект
сенсор
феромагнетик
точка Кюрі
магнітне поле
магнітна індукція
неруйнівний контроль
Як цитувати
Анотація
Розроблено малоапертурні перетворювачі на основі магнітострикційного ефекту для випромінювання та прийому сигналів ультразвукового діапазону в твердих матеріалах. У статті розглядаються їх конструктивні особливості та технічні характеристики. Звертається увага на особливості вибору матеріалів, форми та геометричних розмірів котушки збудження, демпфера та магніту. Наведено структурні та електричні схеми розроблених перетворювачів. Запропоновано ряд конструкторсько-технологічних рішень, що дозволяють збільшити потужність випромінювання в 10 разів, а роздільну здатність – у 2-3 рази в порівнянні з існуючими аналогами. Площа випромінюючої частини сенсора становить від 0,07 до 0,2 мм2. Такі перетворювачі можуть використовуватися в різних діагностичних системах для виявлення дефектів енергетичного обладнання, авіаційних деталей, промислового обладнання тощо. Бібл. 22, рис. 10, табл. 4.
Посилання
Eremenko V., Zaporozhets A., Isaenko V., Babikova K. Application of wavelet transform for determining diagnostic signs. In: CEUR Workshop Proceedings. 2019. 2387. Pp. 202-214.
Eremenko V.S., Babak V.P., Zaporozhets A.O. Method of reference signals creating in non-destructive testing based on low-speed impact method. Tekhnichna Elektrodynamika 2021. No 4. Pp. 70-82. DOI: https://doi.org/10.15407/techned2021.04.070
Figlus T., Liščák Š., Wilk A., Łazarz B. Condition monitoring of engine timing system by using wavelet packet decomposition of a acoustic signal. Journal of Mechanical Science and Technology. 2014. No 28. Pp. 1663–1671. DOI: https://doi.org/10.1007/s12206-014-0311-3
Babak V., Eremenko V., Zaporozhets A. Research of diagnostic parameters of composite materials using Johnson distribution. International Journal of Computing. 2019. Vol. 18(4). Pp. 483-494. DOI: https://doi.org/10.47839/ijc.18.4.1618
Ravinda H.V., Srinivasa Y.G., Krishnamurthy R. Acoustic emission for tool condition monitoring in metal cutting. Wear. 1997. Vol. 212(1). Pp. 78-84. DOI: https://doi.org/10.1016/S0043-1648(97)00137-3
Zaporozhets A., Eremenko V., Babak V., Isaienko V., Babikova K. Using Hilbert Transform in Diagnostic of Composite Materials by Impedance Method. Periodica Polytechnica Electrical Engineering and Computer Science. 2020. Vol. 64(4). Pp. 334-342. DOI: https://doi.org/10.3311/PPee.15066
Boczar T., Cichon A., Borucki S. Diagnostic expert system of transformer insulation systems using the acoustic emission method. IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation.2014. Vol. 21(2). Pp. 854-865. DOI: https://doi.org/10.1109/TDEI.2013.004126
Majasan J.O. et al. Recent advances in acoustic diagnostics for electrochemical power systems. Journal of Physics: Energy. 2021. Vol. 3(3). 032011. DOI: https://doi.org/10.1088/2515-7655/abfb4a
Glowacz A. Fault diagnosis of single-phase induction motor based on acoustic signals. Mechanical Systems and Signal Processing. 2019. No 117. Pp. 65-80. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2018.07.044
Rybyanets A.N., Naumenko A.A., Sapozhnikov O.A., Khokhlova V.A. New Methods and Transducer Designs for Ultrasonic Diagnostics and Therapy. Physics Procedia. 2015. No 70. Pp. 1152-1156. DOI: https://doi.org/10.1016/j.phpro.2015.08.247
Babak V., Babak S., Myslovych M., Zaporozhets A., Zvaritch V. Technical provision of diagnostic systems. Springer, Cham: In: Diagnostic Systems For Energy Equipments. Studies in Systems, Decision and Control. 2020. Vol. 281. Pp. 91-133. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-030-44443-3_4
Vinogradov S., Eason T., Lozev M. Evaluation of Magnetostrictive Transducers for Guided Wave Monitoring of Pressurized Pipe at 200 oC. J. Pressure Vessel Technol. 2018. Vol. 140(2). 021603. DOI: https://doi.org/10.1115/1.4038726
Vinogradov S., Cobb A., Fisher J. New Magnetostrictive Transducer Designs for Emerging Application Areas of NDE. Materials. 2018. Vol. 11(5). DOI: https://doi.org/10.3390/ma11050755
Wu J., Tang Z., Wang K., Lv F. Signal Strength Enhancement of Magnetostrictive Patch Transducers for Guided Wave Inspection by Magnetic Circuit Optimization. Applied Sciences. 2019. Vol. 9(7). 1477. DOI: https://doi.org/10.3390/app9071477
Pinter A., Huba A. Study of Pressure-Sensitive Materials for Floor Sensor Networks. Periodica Polytechnica Mechanical Engineering. 2015. Vol. 60(1). Pp. 32-40. DOI: https://doi.org/10.3311/PPme.8434
Mohammadi S., Cheraghi K., Khodayari A. Piezoelectric vibration energy harvesting using strain energy method. Engineering Research Express. 2019. Vol. 1(1). 015033. DOI: https://doi.org/10.1088/2631-8695/ab3f0c
Bogachev I.V., Meleshchenko L.V. Improvement of main parameters of magnetostrictive transducers. Technical Diagnostics and Non-Destructive Testing. 2017. No 4. Pp. 42-45. DOI: https://doi.org/10.15407/tdnk2017.04.06
Weld K., Uras M., Ulsoy G. Applications and Optimization of a Constant Flux Magnetostrictive Impact Sensor. In: ASME 2017 Dynamic Systems and Control Conference. Tysons, Virginia, USA, October 11-13, 2017. DOI: https://doi.org/10.1115/DSCC2017-5322
Calkins F.T., Flatau A.B., Dapino M.J. Overview of Magnetostrictive Sensor Technology. Journal of Intelligent Material Systems and Structures. 2007. Vol. 18(10). 1057-1066. DOI: https://doi.org/10.1177/1045389X06072358
Tavassolizadeh A., Rott K., Meier T., Quandt E., Holscher H., Reiss G., Meyners D. Tunnel Magnetoresistance Sensors with Magnetostrictive Electrodes: Strain Sensors. Sensors. 2016. Vol. 16(11). 1902. DOI: https://doi.org/10.3390/s16111902
Seung H.M., Kim Y.Y. Generation of omni-directional shear-horizontal waves in a ferromagnetic plate by a magnetostrictive patch transducer. NDT & E International. 2016. No 80. Pp. 6-14. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ndteint.2016.02.006
Kwum H., Teller C. M. Magnetostrictive generation and detection of longitudinal, torsional, and flexural waves in a steel rod. The Journal of the Acoustical Society of America. 1994. No 96. 1202. DOI: https://doi.org/10.1121/1.411391
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Авторське право (c) 2022 Array