Messung elastischer Wellen in Stahl‐ und Gesteinsstäben mit Hilfe des magnetoelastischen Effektes

AbstractAn Stahl‐ und Eisenerzstäben werden die durch einen Stoß ausgelösten elastischen Dehnwellen mit Hilfe eines Sensors gemessen, der den magnetoelastischen Effekt ausnutzt. Detektiert wird dabei die Änderung des magnetischern Flusses. Die theoretische Beschreibung der Ausbreitung elastischer Längswellen in Stäben erfolgt mit Hilfe der eindimensionalen Dehnwellengleichung. Die Übereinstimmung mit der Theorie wird exemplarisch durch Untersuchungen an Stahlstäben mittels Dehnungsmeßstreifen verifiziert. Danach werden die Signale von drei Eisenerzstäben (Magnetit, Hämatit, Siderit) aufgenommen. Bei den Gesteinen Magnetit und Hämatit lassen sich mit dem magnetoelastischen Aufnehmer Induktionsspannungen messen, während beim Siderit keine Signale aufgezeichnet werden konnten. Das bedeutet, daß für die Änderung des magnetischen Flusses nicht der Eisengehalt, sondern die Art der äußeren magnetischen Erscheinungsform der Proben entscheidend ist.Der magnetoelastische Effekt bietet somit die Möglichkeit die durch eine Stoßbelastung in ferro‐ bzw. ferrimagnetischen Materialien ausgelösten mechanischen Wellen berührungslos mit Hilfe eines magnetoelastischen Sensors zu erfassen.