1. Bezkontaktní metoda EMAT

1.1 Klasické piezokeramické měniče

Klasické piezokeramické sondy mají omezení v tom, že pro přenos ultrazvukové energie do měřeného materiálu potřebují kontakt s měřeným materiálem pro přenos ultrazvukové ener­gie. Kontakt přítlakem, imerze, zvýšený tlak vzduchu. Metody Air coupled pracují sice s vazebním prostředím vzduchu vhodné pro kompozity, ale pro kovy mají tak velký roz­díl akustické impedance, že odražený signál z materiálů o větší tloušťce než cca několik mm je nedosažitelný.

1.2 EMAT — Electromagnetic Acoustic Transducer

EMAT pracuje jen ve vodivých a feromagnetických materi­álech a umožňuje oproti klasickým piezoelektrickým sondám řadu aplikací, která je jinak problematická. Princip sond EMAT spočívá na Lorencově síle přitažlivosti v magnetickém poli. Orientace magnetického pole má zásadní vliv na typ vybuzených ultrazvukových vln.

1.3. Aplikace EMAT

Základní aplikační odvětví jsou:

Zkoušení ocelových tyčí
Tyče tvaru kruhového a čtvercového; zkoušení při vyšších teplotách ve výrobě.

Zkoušení trubek
Měření tloušťky trubek horkých trubek ve výrobě; měření defektů trubek.

Zkoušení tlakových nádob
Tlakové nádoby horké v procesu výroby.

Zkoušení při inspekci
Přenosné přístroje pro zkoušení především výměníků v elektrárnách. Zkoušení trubek horkovodů. Za tepla a nebo s velmi špatným povrchem.

Zkoušení nekovových výrobků
Kompozity je možné zkoušet, pokud jsou pokryty tenkou vodivou vrstvou.

Měření modulu pružnosti
EMAT generuje nejsnadněji příčnou vlnu, která je naopak problematicky přenositelná do materiálu u klasických piezokeramických sond, neboť příčná vlna se nešíří imerzí.

Měření tloušťky při vysokých teplotách
Klasické piezokeramické sondy ztratí funkci při překročení Curie teploty. EMAT umožňuje měření při vysokých teplotách. Byly vy­psány projekty na zkoušení při teplotách 700-1200 °F. Vý­sledky byly porovnávány pomocí CSCAN a 90 % zkoušení bylo možno provádět při pokojové teplotě, 80 % zkouše­ní bylo možno provádět při 700 °F.

1.4 Výhody EMAT

1. EMAT pracuje bez nutnosti kontaktní nebo kapalinové vazby. Typická vzdálenost sondy od měřeného materiá­lu je několik desetin mm až jednotky mm. Mezera mezi zkoušeným materiálem a sondou EMAT chrání sondu proti opotřebení.
2. EMAT může pracovat při vysokých teplotách, kde se imer­ze vypařuje a při vypařování působí plynná směs ztrátu či zhoršení vazby. Sondu je možné aktivně chladit stu­deným vzduchem, aniž by vzduch měl vliv na přenos UŽ signálu.
3. EMAT umožňuje generovat vlny:
   SH příčné horizontálně polarizované
   LH podélné horizontálně polarizované
   Raileighovy vlny
   Lambovy vlny
   SH plátové vlny
   

1.5 Nevýhody EMAT

1. Nevýhodou je že EMAT pracuje pouze ve vodivém pro­středí a ve feromagnetických materiálech.
2. Další nevýhodou je velmi slabý signál pro zkoušení v sou­časnosti požadovaných kritériích vad. Proto se zatím pou­žívá jen při specifických aplikacích a nenahrazuje obecně klasické UŽ zkoušení.
3. Nevýhodou EMAT sondy s permanentním magnetem je veliká síla, která přitahuje sondu k materiálu. Permanent­ní magnet však může být nahrazen elektromagnetem.