Электромагнитно-акустический преобразователь и (его вариант) Советский патент 1984 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для дефектоскопии изделий и деталей из jферромагнитных материалов.

Известен элек±ромагнитно-акустический {ЕМЙ | преобразователь, содержащий магнит, магнитострикционный диск и размещенную на ней катушку 1.

Недостатком этого ЭМА преобразователя является низкая чувствительность, обусловленная размещением катушки на магнитострикционном диске,

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является ЭМА преобразователь, содержащий катушку, магнит и магнитострикционный диск, размещенный в плоскости, перпендикулярной оси магнита, соосно с ним. Катушка в этом ЭМА преобразователе выполнена плоской Г2 3.

Недостатком такого ЭМА преобразователя является низкая чувствительность, обусловленная конструкцией и размещением катушки относительно магнита. -. Цель изобретения - повышение, чувствительности.

Поставленная цель достигается тем, что в электромагнитно-акустическом преобразователе, содержащем катушку, магнит и магнитострикционный Диск, размещенный в плоскости, перпендикулярной оси магнита, соосно .с ним, катушка, выполнена в виде охватывающего магнит соленоида, ось которого параллельна плоскости магнитострикционного диска, а в последнем выполнены сим 1етричные параллельные прорези-отражатели, равные по длине рабочей части катушки и расположенные перпендикулярно оси последней. .

По второму варианту эта цель достигается тем, что электромагнитноакустический преобразователь, содержай1ий катушку, магнит и магнитострик.ционный диск, размещенный в плоскости, перпендикулярной полюсной оси магнита, соосно с ним,-снабжен концентратором магнитного поля, расположенным между, магнитом и магнитострикционным диском, .катушка выполнена в виде охватывающего концентратор соленоида, ось. которого перпендикулярна оси магнита, а в магнитострикционном диске выполнены симметричные параллельные прорезиОтражатели, равные по длине рабочей части катушки и расположенные перпен-дикулярно оси последней.

На фиг. 1 изображена измерительная схема с ЭМА преобразователем; на,фиг. 2 - то же, с вариантом ЭМА преобразователяJ на фиг.3 и 4 - варианты выполнения магнитострикционного диска.

ЭМА преобразователь в первом варианте выполнения содержит катушку 1, магнит 2, магнитострикционный , диск 3, размещенный в плоскости, перпендикулярной оси магнита 2, соосно с ним. Измерительная схема содержит последовательно соединенные генератор 4, усилитель 5, индикатор 6 и Э14А преобразователь {первый вариант К Катушка 1 ЭМА преобразова0 теля соединена с выходом генератог.ра 4 По второму варианту ЭМА преобразователь содержит катушку 7, соединенную с выходом генератора 4, магj нит 8, магнитострикционный диск 9, размещенный в плоскости, перпендикулярной оси магнита 8, соосно с : |ним и концентратор 10 магнитного толя, расположенный между магнитом 8 и магнитострикционным диском 9, а ка0 тушка 7 выполнена в виде охватывающего концентратор 10 соленоида.

ЭМА преобразователь по первому варианту выполнения работает следующим образом.

5 . с помощью генератора 4 и катушки 1 возбу)«дают в магнитострикционном диске 3 высокочастотное касательное магнитное поле. При установке ЭМА преобразователя на изделие 11

0 магнит 2 создает в магнитострикционном диске 3 только нормальное магнитное поле за счет шунтирующего действия изделия 11. При наличии в изделии 11 поверхностного дефекта

5 исходное нормальное магнитное поле искажается за счет искривления магнитных силовых линий на дефекте. При этом в магнитострикционном диске 3 возникают касательные компоненты

0 постоянного магни-тного поля, благодаря чему в нем возбуждаются упругие колебания.

Многократно отражаясь от отражателей магнитострикционного диска 3,

5 упругие колеб.ануя складываются под., катушкой 1, усиливаются -усилителем 5 и регистрируются.индикатором 6. Првьяшенне чувствительности достигается тем, что высокочастотное и по стоянное магнитное поле, создаваемое взаимнЕлм расположением катушки 1 и магнита 2/ йозбуждают упругие колебания в магнитострикционном диске 3 только при наличии в изделии 11 дефекта, .а наличие рас положенных по обе стороны катушки .1 параллельные е$ рабочей.части отражателей магнитострикционного диска 3 обеспечивает оптимальное сложение принятых многократных сигна0 лов, что увеличивает соотношение сигнал - помеха.

Повышение чувствительности достигается также за счет повышения добротности колебательной системы

5 ЭМА преобразователя, что обеспечивается применением магнитов из фер рита бария. ЭМА преобразователь по второму варианту выполнения работает следующим образом. С помощью генератора 4 и катушки 7 , расположенной на концентраторе 10, возбуждают в магнитострик ционном диске 9 высокочастотное касательное магнитное поле. При установке ЭМА преобразователя на изделие 11 магнит 8 создает в магнитострикционном диске 9 только нормальное магнитное поле за счет шунтирующего действия изделия 11. При наличии в изделий 11 поверх ностного дефекта исходное нормальное магнитное поле искажается за счет искривления магнитных силовых линий на дефекте. При этом в магнитострикционном диске 9 возникают касательные компоненты постоянного магнитного поля, благодаря чему в нем возбуждаются упругие-колебания. Многократно отражаясь от отражателей магнитострикционного диска 9, упупругие колебания складаваются под катушкой 7, .усиливаются усилителем 5- и регистрируются индикатором 6. Повышение чувствительности при этом обеспечивается за счет концентрации магнитнохо потока в узкой области магнитострикционного диска, где происходит прямое и обратное электромаг нитно -акустическое преобра зование, а также за счет концентратора, выполненного из магнитодизлектрика с малой магнитострикционной константой типа никель-марганцевый феррит и магнита, выполненного из сплава самарит-кобальт.

1. Электромагнитно-акустический преобразователь, содержащий катушку, магнит и магнитострикционный диск, размещенный в плоскости, перпендикулярной оси магнита,соосно с ним, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, выполнена в виде охватывающего магнит соленоида, ось которого параллельна плоскости магнитострикционного диска, а в последнем выполнены- симметричные параллельные прорези-отражатели, равные по длине рабочей части катушки и расположенные перпендикулярно оси последней. 2. Электромагнитно-акустический преобразователь, содержащий катушку, магнит и магнитострикционный диск, размещенный в плоскости, перпендикулярной полюсной оси магнита, соосно с ним, отличающийся тем что, с целью повьшюния чувствительности, он снабжен концентратором магнитного поля, расположенным между магнитом и магнитострикционным диском, катушка выполнена в виде охватывающего концентратор соленоида, ось которого перпендикулярна оси магнита, а в магнитострикционном диске выполнены симметричные параллельные прорези-отражатели, равные по длине рабочей части катушки и расположенные перпендикулярно оси последней. да vj «4:;: IsD СО

п

Фиг. 2

Фиг.З

ui.ff