Сканирующий электромагнитно-акустический преобразователь Советский патент 1985 года по МПК G01N29/04 

2, Преобразователь по п.1, о т личающййся тем, что поджимной механизм выполнен в виде упругой диэлектрической втулки, образующей между рабочим торцом магнита и диэлектрической пластиной воздушную полость и сообщающуюся с ней вторую полость, вьшолненную возможностью изменения давления в ней.

1. СКАНИРУЮЩИЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНО-АКУСТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий цилиндрический немагнитный корпус с сепаратором, в котором ff установлены подвижные опоры на подпружиненных шариках, и размещенные в корпусе магнит, диэлектрическую пластину и высокочастотную катушку индуктивности, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей при повышении достоверности контроля, он снабжен поджимным механизмом, рабочую плоскость которого образует высокочастотная катушка, размещенная в диэлектрической пластине, выполненной из эластичного материала с твердостью по Шору 70-76. (Л 13 сх о 00 /2

Изобретение относится к контроль но-измерительной технике и может быть использовано для дефектоскопии изделий из электропроводящих и диэлектрических материалов электромагнитно-акусТическим методом. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей при одновременном повышении достоверности контроля электромагнитноакустическими преобразователями. На чертеже показан предлагаемый сканирующий электромагнитно-акустический преобразователь. Преобразователь содержит немагнитный цилиндрический корпус 1 и размещенные в нем магнит 2 и плоскую спиральную высокочастотную катушку 3 индуктивности, которая залита в диэлектрическую пластину 4.Преобразователь также содержит трёхгранный сепаратор 5 с подвижными опорами 6 на шариках 7. Шарики расположены в цилиндрических гнездах 8 в нижних торцах опор 6 под поджимными пружинами 9. Края гнезд 8 завальцованы. Кроме того, преобразователь снабжен поджимным механизмом в виде сообща-, ющихся цилиндрических полостей 10 и 11. Полость 10 образована пластиной 4, рабочим торцом магнита 2 и упругой втулкой 12. Полость 11 расположена в верхней части преобразователя и ее боковая стенка 13 может, например, вьтолняться из гофрирован ного материала. Полости 10 и 11 сообщаются между собой при помощи сквозного канала 14 на магните 2. Верхнее днище полости 11 может выполняться жестким и на него может быть оказано ручное воздействие силой Р или воздействие от автоматической системы контроля, составной частью которого может являться преобразователь. Подвижный механизм (не показан) может быть выполнен также в виде глухой полости, образованной пластиной 4, рабочим торцом магнита 2 и втулкой 12 между ними. В этом варианте вьшолнения подвижного механизма (в нерабочем положении) пластина 4 с плоской катушкой 3 выдвинута на 1-2 мм ниже крайних нижних точек шариков 7 сепаратора 5, а между обращенной к магниту поверхностью сепаратора 5 и поверхностью втулки 12 образовано пространство, достаточное для заполнения его изменившей форму упругой втулкой при поджатии преобразователя к контролируемому изделию 15. Пластина 4 выполнена из эластичного диэлектрического материала, твердость которого по Шору 70-76, а коэффициент трения ,3. Это может быть полиуретановый эластомер на основе промьшшенного продукта СКУПФ-Л, содержащий различные наполнители. Данньй полиуретановый эластомер может быть использован в качестве уплотняющего материала в узлах . трения без смазки. Возможно применение и других материалов, например, полиэтилена или какого-либо каучукового соединения. Преобразователь работает в режиме контроля анизотропных диэлектрических изделий, следующим образом. Преобразователь перемещают по поверхности Б изделия 15. При этом шарики 7 и пластина 4, благодаря усилию F , оказанному на днище полости 11 подвижного механизма, отслеживают криволинейную форму изделия. Упругие колебания С| j возбуясденные любым методом на поверхности А изделия 15 распространяются по контролируемому изделию и достигают поверхности Б. За счет близости акустического

сопротивления материалов изделия 15 и пластины 4, а также хорошего контакта меяиу ними упругие колебания С| с небольшими потерями проходят в материал пластины 4 и заставляют катушку 3 совершать механические колебания в поле магнита 2. В катушке 3, колеблющейся в постоянном магнитном поле, возникает ЭДС индукции с частотой, равной частоте прошедших упругих колебаний С, амплитудой и длительностью, пропорциональными амплитуде и длительности упругих колебаний. Уменьшение амплитуды принятых колебаний свидетельствует о наличии дефекта в зоне контроля.

Аналогичным образом преобразователь может работать и при контроле слабоэлектропроводящих изделий, когда для возбуждения ультразвуковых колебаний в этом изделии энергии еще хватает, а для приема -. нет Вихревые токи, возникающие вследствие/взаимодействия магнитного поля магнита преобразователя и отраженных от неоднородностей контролируемого изделия ультразвуковых колебаний, очень слабыми не в состоянии навести значительную ЭДС в плоской катушке 3.

При контроле электропроводных из делий преобразователь работает пред лагаемым электромагнитно-акустическим способом с той лишь разницей, что его конструкция исключает повреждение катушки при контроле, повьш1ая его долговечность, и обеспечивает равномерность зазора между плоской катушкой и контролируемой, поверхностью, тем самым повьшгая достоверность контроля.

1807874

Выполнение пластины с плоской катушкой из эластичного диэлектрического материала, обладающего твердостью по Шору 70-76°, и снабже5 ние ее поджимным механизмом позволяет обеспечить хороший акустический контакт при контроле анизотропных неэлектропроводных изделий благодаря близости акустического сопротивления основания и контролируемой поверхности, что обеспечивает минимальные потери на границе контролируемое изделие - пластина, эластичности пластины и способности ее повторять форму контролируемой поверхности при помощи прижимного механизма.

Твердость диэлектрического материала, выбранная в пределах 7076 по Шору, обусловлена тем, что

материал, твердость которого ниже нижнего предела 70 по Шору, является вязким, его упругие свойства хуже и упругие колебания в таких материалах вязнут. Особенно подвержены этому высокочастотные.составляющие спектра упругих колебаний, что снижает достоверность контроля.

Кроме того, материал, твердость которого выше верх-него предела 76 по Шору, является хрупким и менее эластичным, что соответственно значительно снижает срок службы преобрзователя и не обеспечивает хороший акустический контакт.

Заливка катушки в основание из упругого материала надежно запрщает катушку от механических повреждений и замыкания с контролируемой поверхностью при контроле электропроводных изделий.