关键的外卖
钢水管广泛用于各种行业，用于在大距离上运输液体，气体和危险液。管道表面通常涂层以提供保护屏障。然而管道的涂层可能会随着时间的推移侵蚀，使产品与管道的表面接触并最终导致腐蚀。预测和防止灾难性失败，非破坏性测试（NDT）通常采用方法。在各种方法中，超声波测试是最有效和最容易的表演之一。（有关其他方法的概述，请阅读绝缘下腐蚀的4种最佳无损检测方法。）
超声波电磁转导
超声波是声波频率大于20 kHz。传统上，超声是利用压电晶体在样品中产生的。超声波通过超声波传导到标本上耦合介质（液体或干式偶联剂）。对于该方法有效地工作，必须在超声波声波传输之前清洁表面。因此，正确扫描管道所需的总时间将很大，过程非常繁琐。
一个电磁声传感器（EMAT）通过机电耦合产生超声波。超声波通过洛伦兹力机构在样品内产生。使用该方法，Emats工作不需要与样品的直接接触，从而消除了表面清洁所需的时间。这有助于快速检查管道资产。
电磁声换能器的组件（Emats）
用于产生和接收超声波的EMAT传感器由两个主要组件组成：
- 携带电流线圈
- 永久磁铁
将EMAT放置在需要产生超声的标本上，如图1所示。图2显示了EMAT的组件和产生机制。
图1.用EMAT产生超声波。
图2. EMATS和超声产生机制的组件。
以所需的频率向载流线圈输入交流电流。线圈中波动的交流电将产生为涡流在导电试样内，由法拉第的法律诱导。来自永磁体的偏置磁场在样品内部引起磁场。该磁场与涡流相互作用以产生洛伦兹力（电动机中使用的类似原理）。生成的洛伦兹力触发了运动的运动带电粒子在标本中。这些带电粒子，其致电，与之碰撞水晶格子并导致超声波传播。
的极化产生的波取决于洛伦兹力的方向。因此，当使用Emats时，通过改变永磁体和载流线圈的方向，易于产生所需的波模式。
Emats如何用于进行管道检查
使用mat可以采用各种检查方式。体波用于局部测量。引导波用于远程检查。(在文章中了解更多导波超声无损检测猪管道。）
在这两种情况下，测量原理基于反射波的到达时间。例如，当在原始样品上使用散装波测量时，反射将来自管道的底壁在指定时间。如果样品被腐蚀（即，a墙的损失在材料壁厚）中，然后来自边界的反射波早期到达。类似地，如果样品中存在裂缝，则会有裂缝引起的反射。这种来自裂缝的反射将在边界反射之前到达。因此，基于波浪的到达时间裂缝的存在或者可以检测到腐蚀。（与我们的知识测试测试:管道裂缝检查．）
管道机器人检查
由于危险和具有挑战性的环境，原位检验往往很麻烦。此外，管道的手动检查非常耗时，昂贵，并且可能导致许多健康危害。在这种情况下，自动超声波测试可以使用能够部署传感器的机器人或无人机。Emats对此类应用具有吸引力，因为它们是非接触的，并且不需要任何耦合。而且，因为常规使用的管道的尺寸较长而大，所以换能器安装在机器人平台上以迅速执行检查。
EMATs相对于压电换能器的优势
由于超声是在样品内部产生的，与压电换能法相比，使用EMATs有几个独特的优点。
电子垫是一种非接触技术
这是EMAT传感器的主要优点之一。非接触特性意味着EMATs可以用来检查无法使用偶联器的部件，例如，检查非常热或非常冷的部件。
不需要清洗表面
EMATs在样本内产生超声波。这样做的一个重要意义是，在检查前样品的表面不需要清洗。因此，即使样品的表面粗糙或覆盖有涂层、氧化层、污垢或液体或非导电涂层可以检查。这使得Emats合适的候选人在恶劣环境中部署。此外，将这些传感器集成在机器人平台上有助于快速检查。
易于生成不同和独特的波动模式，如剪切水平模式
如图2所示，Emats的构造相对简单。通过将磁体和线圈放置在各种方向上，可以产生所需的波形模式。这是一种具有传统压电技术的繁琐的任务，因为楔应以特定角度制作以产生所需的波模式。
emats的局限性
Emats的缺点包括以下内容。
低导轨效率
EMAT的缺点是其低导轨效率。这是由于电磁转导过程，其中输入能量以热量的形式丢失。结果，信噪比（SNR）低。因此，为了实现EMAT的有效操作，它需要高功率输入和特定电子器件来改善信号。
标本必须是导电的
EMATS工作在洛伦兹力的原则上，如图2所示。为了产生洛伦兹力，材料需要进行，以便支持涡流。例如，在PVC管道的情况下，EMAT不能直接从中产生超声波。然而，通过使用导电带（例如铝箔或铜箔），可以产生超声波。这里，将使用Emats在导电箔中产生超声，然后将其转移到PVC管中。然而，这仍然使整个机制成为接触过程，这对检查的速度产生不利影响。
结论
EMATs的非接触性质和多功能性使其成为机器人超声检测的一个有吸引力的组成部分。EMAT传感器可用于检测腐蚀、裂缝和管道涂层厚度。然而，使用EMATs是一项相对较新的技术，其潜力还有待充分开发。在管道部署EMATs时的主要问题田间检查是对高功率输入源和特定电子器件提高信噪比的要求。目前正在研究为mat开发低功率系统。
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