Электромагнитно-акустический преобразователь Советский патент 1986 года по МПК G01N27/83 

1128

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для измерения внутренних напряжений в ферромагнитных о бъек- тах,.

Цель изобретения - повышение точности измерения внутренних напряжений - достигается за счет перемаг- ничивания контролируемого участка двумя магнитопроводами, выполненньии с возможностью вращения друг относительно друга.

На чертеже представлена конструкция электромагнитно-акустического преобразователя.

Электромагнитно-акустический преобразователь содержит первый электромагнит, состоящий из П-образного , магнитопровода 1 и обмотки 2, индукционную измерительную катушку 3, размещенную между полюсами П-образного магнитопровода 1, пьезоэлемент 4, установленный внутри индукционной измерительной катушки 3, второй электромагнит, состоящий из магнитопровода 5 броКевого типа с укороченным центрсшьным стержнем 6 и расположенной на нем обмоткой 7, ферромаг-; нитный экран-корпус 8, выполненный в виде стакана, охватывающего индукционную измерительную катушку 3 с пьезоэлементом 4 со стороны нерабочего торца, второй электромагнит размещен мелоду ферромагнитньм экраном-корпусом 8 и первым электромагни том, соосно с ними, а первьм электромагнит выполнен с возможностью вращения вокруг оси преобразователя.

Электромагнитно-акустический преобразователь для контроля внутренних напряжений работает следуюиц-ш образом.

Переменным магнитным потоком магнитопровода 5, создаваемым током обмотки 7, перемагничивают контролируемый кольцевой участок изделия (не показан). Магнитный поток замыкается через магнитопровод 5 и изделие. При этом обеспечивается перемагничива- ние кольцевого участка изделия под различными углами к главным осям внутренних напряжений в изделии. В индукционной измерительной катушке 4 наводится ЭДС, из которой электронным блоком-фильтром (не показан) выделяют сигнал, обусловленный скачками Варкгаузена. Пьезоэлементом 3 ре- т истрнруется сигнал,, обусловленный

0

51

5

40

45

50

55

32

акустическим проявлением скачков Баркгаузена. Сигналы пьезоэлемента 3 также обрабатываются электронным блоком (не ноказан). Эти сигнапы обусловлены перестрор1кой домерпюй текстуры ферромагнитного изделия при его перемагничивании. Процессы, связанные с движением 180 междоменных гра- . ниц, в большей степени влияют на сигнал индукционной измерительной катушки 3, процессы же, связанные с движением 90 междоменных граПиц, в большей степени влияют на сигнал пьезоэлемента 4. Указанные процессы наиболее сильно проявляются на кольцевых участках изделия, где направление перемаг- ничивания совпадает или близко к на- пг авлению главных осей внутренних напряжений. Иа этих у шстках наблюдается рост уровня сигналов измерительной катушки при ув еличенни знутре.нних напряжений в изделии. Наименее интенсивно скачки Баркгаузена проявляются в участках изделия, где направление перемагничивания перпендикулярно оси внутренних напряжений. Исследования показали, что акустический сигнал с пьезоэлемента зпачитеотьыо в меньшей степени зависит от направления перемагпичивания, Благодаря нормированию сигнала индуг циопной катушки к сигналу пьезозлемента достигается отстройка от влияния структурных изменений материала (деформация изделия, технологическая предистория и т.д.) на результаты контроля внут- ренних напряжений изделия.

В процессе контроля внутренних напряжений электромагнит с П-образ- ным магнитопроводом вращается вокруг оси. Ток обмотки 2 создает постоянное магнитное поле, nonojniH- тельно подмаг шчивающес cjneni-ie, благодаря чему обеспечивается пере- магничивание кольцевого участка изделия по частному циклу. Величина этого магнитного-поля выбирается такой, чтобы скачки Баркгаузена ггрояв- лялись на одной ветви петли гистерезиса.

Таким образом, вращение электромагнита с П-образным магнитопроводом I приводит к модуляции сигнала ЭДС и индукционной измерительной катушки 3. Анализ огибающей этого сигнала, пронормированног о к сигналу пьезо- элемента 4, позволяет определить ве- личину и направление внутренних

i12805

.напряжений в изделии. При этом влият ние изменений структуры материала . изделия на результат контроля в значительной степени подавляется.

о р м у л а

изобретения

. Электромагнитно-акустический преобразователь для контроля внутренних напряжений, содержащий электромагнит с П-образным магнитопроводом, индукционную измерительную катушку, размещенную между полюсами П-образного магнитопровода, и пьезоэлемент, установленный внутри индукдионной изме рительной катушки, отличаю

щийся тем, что, с целью повышения точности контроля внутренних напряжений, он снабжен вторым электромагнитом с магнитопроводом броневого типа с укороченным центральным стержнем и ферромагнитным экраном- корпусом, выполненным в виде стакана, охватывающего индукционную измерительную катушку с пьезоэлементом со стороны их нерабочего торца, второй электромагнит размещен между ферромагнитным экраном-корпусом и первым электромагнитом соосно с ними, а первый электромагнит установлен с возможностью вращения вокруг оси преобразователя.

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для измерения внутренних напряжений в ферромагнитных изделиях. Цель изобретения - повышение точности измерений внутренних напряжений - достигается путем перемаг- ничивания контролируемого участка двумя магнитопроводами, выполненными с возможностью вращения друг относительно друга. В процессе измерения электромагнит с П-образным магнитопроводом 1 вращается вокруг оси симметрии преобразователя. Ток обмотки 2 создает постоянное магнитное поле, подмагничивающее изделие, что приводит к модуляции сигнала индукционной измерительной катушки 3. Анализ огибающей этого сигнала нормированного по сигналу пье- зоэлемента 4, позволяет определить величину и направление внутренних напряжений в изделии, исключив влияние структурных изменений материала. 1 ил. i СЛ ю 00 о СП 00