БЛОК КАТУШЕК ИНДУКТИВНОСТИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНО-АКУСТИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ Российский патент 2008 года по МПК G01N29/22 

Предлагаемое изобретение относится к области неразрушающего ультразвукового контроля проката и может быть использовано для выявления внутренних дефектов листов, полос, сортового проката и труб из ферромагнитного материала.

Известен электромагнитно-акустический преобразователь, содержащий две катушки индуктивности, разнесенные друг от друга по горизонтальной оси для уменьшения электромагнитных помех [1]. К недостатку такого расположения катушек относится недостаточная плотность ультразвукового контроля и появление неконтролируемых зон в результате расположения катушек относительно друг друга на расстоянии.

Известен электромагнитно-акустический преобразователь, в котором с целью повышения чувствительности катушка индуктивности, состоящая из двух секций, соединенных последовательно друг с другом, установлена симметрично относительно продольной оси П-образного магнитопровода, причем участки витков, образующих перемычку катушки, расположены на ветви магнитопровода, которая выполнена в виде усеченной призмы, меньшее основание которой является торцом ветви [2]. К недостатку такого расположения катушек относится недостаточная плотность ультразвукового контроля из-за наличия между секциями катушки перемычки.

Известен электромагнитно-акустический преобразователь, который содержит, по меньшей мере, две катушки индуктивности, расположенные послойно путем наложения одна на другую со сдвигом в направлении намотки и выполненные в виде отдельных секций, намотанных одним проводом и уложенных вплотную друг к другу, причем витки секции одной катушки индуктивности располагаются внутри пространства между витками секций другой катушки индуктивности, а торцы загнуты [3].

К недостатку такого расположения катушек относится высокая сложность изготовления и неизбежное возникновение помех и неоднородности принимаемых сигналов из-за наличия загнутых торцов отдельных секций катушек.

Известна катушка индуктивности электромагнитно-акустического преобразователя, изготовленная на плате из диэлектрика, однослойная или многослойная, содержащая одну или несколько секций, различной формы, причем в многослойной катушке витки одного слоя располагаются в зазоре между витками другого слоя без перекрытия, на одной или на противоположных сторонах катушки и соединены между собой, переход из одного слоя в другой выполнен через 2-3 витка, спаренная эллипсовидная катушка индуктивности выполнена из двух автономных секций, расположенных на плате в одной плоскости, или одна под другой на различных сторонах одной платы с возможностью совместной работы [4]. К недостатку известной многослойной катушки, секции которой соединены между собой, относится невозможность использования этих секций в автономном режиме путем подключения их к разным генераторам и приемникам, за счет чего можно было бы увеличить чувствительность электромагнитно-акустического преобразователя.

Известен электромагнитно-акустический преобразователь, в котором с целью повышения чувствительности, каждая катушка индуктивности выполнена многослойной по высоте из отдельных проводников, соединенных последовательно с переходом с вышележащего слоя на нижележащий слой через n витков, разделенных друг от друга слоем диэлектрика [5]. Известная комбинация расположения и соединения секций («бабочек») катушки имеет такой же недостаток, как и предыдущая. Все секции катушки соединены друг с другом последовательно, что не позволяет каждой секции катушки работать автономно на разных режимах независимо друг от друга от разных генераторов и приемников.

Целью изобретения является создание такого блока (сборки) катушек индуктивности для ЭМАП, с таким расположением и соединением в нем, при котором бы обеспечивалась их автономная, независимая друг от друга работа на разных режимах от разных генераторов и разных приемников.

Указанная цель достигается тем, что в блоке катушек индуктивности для электромагнитно-акустического преобразователя, содержащем, по меньшей мере, две катушки индуктивности, расположенные одна под другой, каждая катушка индуктивности, расположенная в верхнем слое, смещена относительно другой катушки индуктивности с перекрытием, удовлетворяющим условию: 0<D<100 мм с общей длиной рабочей зоны электромагнитно-акустического преобразователя, равной (L×N)-(D×N), где N - число катушек индуктивности, L - длина катушки, D - величина перекрытия в миллиметрах, при этом каждая катушка индуктивности имеет собственные выводы для автономного подключения к своему генератору и своему приемнику.

Кроме того, блок катушек индуктивности может иметь сколь угодно большую общую длину рабочей зоны. Катушки индуктивности в блоке могут располагаться в нескольких слоях, по направлению прямолинейно, криволинейно, по периметру или по окружности в зависимости от назначения УЗК, формы и направления перемещения объекта контроля.

На фиг.1,а показана автономная катушка (N=1) индуктивности с длиной рабочей зоны L;

на фиг.1,б показан блок (сборка), состоящий (собранный) из N-катушек ЭМАП (не показан) с перекрытием D;

на фиг.2 показано расположение катушек относительно друг друга в соседних слоях. «С»-расстояние между слоями.

Для получения большой плотности контроля в одном блоке ЭМАП (не показан) установлены несколько активных элементов N-катушек индуктивности (фиг.1,а), имеющих определенную длину рабочей зоны L. Общая длина рабочей зоны блока ЭМАП в таком случае представляет собой сумму длин рабочих зон элементов N. С целью обеспечения равномерной характеристики чувствительности всего блока ЭМАП, наложение катушек N друг на друга осуществляется согласно фиг.2,б. Катушки индуктивности перекрываются на некоторую величину D, которая выбирается, исходя из требований к характеристикам ЭМАП, и может меняться в ту, или иную сторону. Таким образом получают общую длину рабочей зоны ЭМАП, равную (L×N)-(D×N) с неравномерностью скорректированной характеристики чувствительности в каждом канале N не более 2 дБ.

Предлагаемый блок катушек индуктивности для ЭМАП позволяет контролировать 100% поверхности объекта независимо от его формы и направления перемещения.

Источники информации

1. Патент РФ №31305.

2. А.С. СССР №1758546.

3. Патент РФ №2206888.

4. Патент РФ №2268517.

5. Патент РФ №2265208.

Использование: для выявления внутренних дефектов ферромагнитного материала. Сущность заключается в том, что блок катушек индуктивности для электромагнитно-акустического преобразователя содержит, по меньшей мере, две катушки индуктивности, расположенные одна под другой, при этом каждая катушка индуктивности, расположенная в верхнем слое, смещена относительно другой катушки индуктивности с перекрытием, удовлетворяющим условию: 0<D<100 мм с общей длиной рабочей зоны электромагнитно-акустического преобразователя, равной (L×N)-(D×N), где N - число катушек индуктивности, L - длина катушки, D - величина перекрытия в миллиметрах, при этом каждая катушка индуктивности имеет собственные выводы для автономного подключения к своему генератору и своему приемнику, блок катушек индуктивности может иметь сколь угодно большую общую длину рабочей зоны, катушки индуктивности в блоке могут располагаться в нескольких слоях, по направлению прямолинейно, криволинейно, по периметру или по окружности в зависимости от назначения УЗК, формы и направления перемещения объекта контроля. Технический результат: создание блока катушек, обеспечивающего автономную, независимую друг от друга работу катушек на разных режимах от разных генераторов и разных приемников. 2 ил.

Блок катушек индуктивности для электромагнитно-акустического преобразователя, содержащий, по меньшей мере, две катушки индуктивности, расположенные одна под другой, отличающийся тем, что каждая катушка индуктивности, расположенная в верхнем слое, смещена относительно другой катушки индуктивности с перекрытием, удовлетворяющим условию 0<D<100 мм, с общей длиной рабочей зоны электромагнитно-акустического преобразователя, равной (L×N)-(D×N), где N - число катушек индуктивности, L - длина катушки, D - величина перекрытия, мм, при этом каждая катушка индуктивности имеет собственные выводы для автономного подключения к своему генератору и своему приемнику, блок катушек индуктивности может иметь сколь угодно большую общую длину рабочей зоны, катушки индуктивности в блоке могут располагаться в нескольких слоях, по направлению прямолинейно, криволинейно, по периметру или по окружности в зависимости от назначения УЗК, формы и направления перемещения объекта контроля.