Physical Principles of Non-contact Ultrasonic Frequency Sensors Creation for the Study of Nanocrystalline Ferromagnetic Materials

Abstract

A mathematical model is developed to determine the force impacts that are formed when the electromagnetic field is transformed into a field of ultrasonic oscillations in the skin layer of an electrically conductive ferromagnetic material of an anisotropic magnetic permeability. The main factors determining the excited acoustic field with allowance for permissible limitations are established. It is shown that the main contribution to the acoustic vibrations energetics is made by the magnetostrictive component of the skin layer material, in which the high-frequency electromagnetic field is transformed into an acoustic field.

Разработана математическая модель по определению силовых воздействий, формируемых при преобразовании электромагнитного поля в поле ультразвуковых колебаний в скин-слое электропроводного ферромагнитного материала анизотропного по магнитной проницаемости. Установлены основные факторы, определяющие возбуждаемое акустическое поле с учетом допустимых ограничений. Показано, что основной вклад в энергетику акустических колебаний вносит магнитострикционная составляющая материала скин-слоя, в котором происходит преобразование высокочастотного электромагнитного поля в акустическое.

Розроблено математичну модель по визначенню силових впливів, які формуються при перетворенні електромагнітного поля в поле ультразвукових коливань в скін-шарі електропровідного феромагнітного матеріалу анізотропного по магнітній проникності. Встановлено основні фактори, що визначають збуджене акустичне поле з урахуванням допустимих обмежень. Показано, що основний внесок в енергетику акустичних коливань вносить магнітострикційна складова матеріалу скін-шару, в якому відбувається перетворення високочастотного електромагнітного поля в акустичне.