Электромагнитно-акустический преобразователь для контроля труб Советский патент 1985 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к ультразву ковой технике и может быть использовано в дефектоскопии для возбуждения и приема ультразвуковых крутильных нормальных волн при контроле качества труб. Целью изобретения является повы шение достоверности контроля путем осуществления одновременного возбуждения и приема крутильных нормальных волн различных порядков, На фиг. 1 изображена принципиальная схема электромагнитно-акустического преобразователя для контроля труб; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1. Электромагнитно-акустический преобразователь для контроля труб содержит три излучателя t-гЗ и три приемника 4 и 5 (третий приемник не показан) , каждый из которых имеет магнитную систему 6 и обмотку 7. Маг нитная система вьшолнена в виде двух секторов, каждый из которых состоит из набора постоянных магнитов 8, причем соседние магниты в каждом секторе имеют взаимно противоположные направления намагниченности (эти направления указаны стрелками), Магниты с одинаковым порядковым номе ром в разных секторах каждой магнитной системы также имеют взаимно противоположные направления намагниченности. Расстояние между двумя соседними одинаково намагниченными магнитами (или период магнитной системы) Т определяется в соответствии с порядком возбуждаемой или принимае мой в трубе 9 волны по формуле Т (Ь)2 (. где f - частота скорость объемной поперечной волны в материале трубы; порядок нормальной волны-, /ip - р-й корень дисперсионного уравнения: l2()N2(b) - l2(/ib)N2(a) О, l2(a(b)),N(/ia(b)) соответственно функ ции Бесселя и Нейма на 2-го по рядка J а,Ь - внешний и внутренний радиусы . трубы. Обмотка 7 состоит из прямолинейных проводников, расположенных вдоль рабочей поверхности магнитной системы 6 и вдоль оси трубы 9. На чертеже показаны только крайние витки обмотки и направления токов в них. Излучатели и приемники расположены напротив друг друга вдоль оси трубы и образуют пары излучатель - приемник (например, излучатель 1 и приемник 4). Эти пары смещены по окружности на 120 Электромагнитно-акустический преобразователь для контроля труб работает следующим образом. На обмотки 7 излучателей 1-3 подаются электрические сигналы одной или различных частот. Обмотка каждого излучателя наводит в поверхностном слое трубы 9 вихревой ток, который вследствие электродинамического взаимодействия с полем магнитной системы вызывает возникнование в трубе упругих напряжений, являющихся источниками возбуждения нормальной волны. Возбужденная нормальная волна имеет длину волны, совпадающую с периодом магнитной системы Т. Последний выбран в соответствии с заданным порядком волны и частотой электрического сигнала. Излученные излучателями волны различных порядков распространяются вдоль оси трубы 9 в сторону дефекта и дифрагируют на нем. Вследствие дифракции возникают несущие информацию о дефекте трансформированные волны различных порядков, которые принимаются тремя приемниками 4 и 5. Электрические сигналы с приемников подаются на регистрирующее устройство. В случае, если дефект расположен между излучателями и приемниками, осуществляется теневой метод контроля. Эхо-метод контроля реализуется, когда излучатели и приемники расположены на одну сторону от дефекта. Для того, чтобы осуществить контроль всех участков стенки трубы всеми возбуждаемыми волнами, необходимо обеспечить поступательно-вращательное движение трубы относительно преобразователя.

311

За счет того, что электромаГнитно-акустический преобразователь для контроля труб снабжен тремя парами излучателей приемников, смещенных по окружности на 120 и выполненных в виде излучателей и приемников крутильных нормальных волн со870734

ответственно первого, второго и третьего порядков, обеспечивается одновременное возбуждение и прием крутильных нормальных волн различных 5 порядков, что позволяет увеличить достоверность ультразвукового контроля качества тсуб.

ЭЛЕКТРОМАГНИТНО-АКУСТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ. ДЛЯ КОНТРОЛЯ ТРУБ крутильными нормальными волнами, содержащий излучатель и приемник, магнитные системы которых вьшолнены в виде двух секторов, набранных из постоянных магнитов с чередующимся направлением намагниченности, а обмотки вьшолнены в виде прямолинейных проводников, вытянутых вдоль рабочих поверхностей излучателя и приемника, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, он снабжен двумя дополнительными парами излучатель- . приемник, все три пары излучателей иприемников смещены по окружности на 120° и вьтолнены в виде излз чателей и приемников волн соответственно первого, второго и третьего порядков . (Л L 00 А -J w