Ультразвуковой преобразователь Советский патент 1987 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к области неразрушающего контроля качества материалов , конструкций и изделий и мо- жет быть использовано для дефектоскопии широкого ассортимента материалов и изделий в машиностроении.

Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей ультразвукового катящегося преобразователя за счет обеспечения его эффективной работы на п частотах (f i , fj, f3 ,... f), соответствующих различным типам резонасных механических колебаний пьезоэлемента.

На фиг.1 показана конструктивная схема ультразвукового (УЗ) преобразователя; на фиг.2 - характеристика УЗ преобразователя для случая, когда резонансная частота электрического колебательного контура f совпадает с одной из частот (например, fj или fj). механического резонанса пьезоэлемента ,

УЗ преобразователь (фиг.1) содержит трубчатый пьезоэлемент 1, элас- тичньй звукопрозрачный протектор 2, размещенный с внешней поверхности пьезоэлемента, две катушки индуктивности 3 и А и замкнутый ферромагнитный сердечник 5, один из участков которого проходит внутри пьезоэлемента 1 и катушки индуктивности 4, механически связанной с пьезоэлементом 1 .и электрически подключенной к его электродам. Вторая катушка индуктивности 3 размещена на противоположном участке сердечника 5 и выполнена из двух . электрически развязанных друг от друга секций, одна из которых является сигнальной 6, а вторая - подмагничи- вающей 7.

Ультразвуковой преобразователь работает следующим образом.

При сканировании трубчатый пьезоэлемент 1 перекатывается по поверхности контролируемого изделия 8. Катушка индуктивности 4, механически связанная с пьезоэлементом 1 и подключенная к его электродам, вращается вместе с пьезоэлементом 1 вокруг одного из участков замкнутого сердечника 5. Эластичный звукопрозрачный протектор 2 при постоянном усилии поджатия обеспечивает неизменный акустический контакт пьезоэлемента 1 с поверхностью контролируемого изделия 8. При УЗ дефектоскопии издет ЛИЙ резонансная частота электричес

5

0

5

0

5

0

5

0

5

кого колебательного контура (за счет тока, протекающего через подмагничи- вающую секцию 6 катушки индуктивности 3) устанавливается равной f. Ам- плитудно-частотйая характеристика (АЧХ) УЗ преобразователя, предназначенного для работы на частоте f , показана на фиг.2 (сплошная линия).При необходимости осуществления УЗ дефектоскопии на другой частоте, на- , пример fj , ток, протекающий через секцию 6, имеет другое значение и АЧХ УЗ преобразователя имеет вид, показан ный на фиг.2 пунктирной линией. При этом рабочей частотой УЗ преобразователя будет частота f . Таким образом, одним и тем же УЗ преобразователем осуществляется УЗ дефектоскопия на

.п частотах (f, fj, fj,...,fn), соответствующих различным типам резонансных механических колебаний пьезоэлемента 1 .

Секция подмагничивания неподвижной кату1пки индуктивности 4 предназначена для изменения магнитного состояния сердечника 5, а именно величины его магнитной проницаемости .

Сердечник 5 выполнен замкнутым (например, из двух П-образных элементов) , для того, чтобы обеспечить изменение его магнитного состояния на участке кривой намагничивания, близком к насыщению, где имеет, место наи большее изменение величины магнитной проницаемости J сердечника в зависимости от тока подмагничивания, протекающего через секцию подмагничивания неподвижной катушки индуктивности 4 .

Формула изобретения

Ультразвуковой преобразователь,, содержащий трубчатый пьезоэлемент, нанесенный на него эластичный звуко- прозрачньй протектор, ферромагнитный сердечник и две катушки индуктивности, одна из которых механически связана с пьезоэлементом и подключена к его электродам, отличающийся тем, что, с целью расщи- рения эксплуатационных возможностей преобразователя, ферромагнитный сердечник выполнен замкнутым, один из участков сердечника проходит внутри трубчатого пьезоэлемента и механически связанной с ним катушки индуктивности, а вторая катушка индуктивное31283649

ти размещена на другом участке замкнутого сердечника и выполнена из

о

двух электрически развязанных одна от другой секций.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля качества материалов , конструкций и изделий. Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей преобразователя за счет изменения В широких пределах резонансной частоты колебательного контура. Конструктивное выполнение ультразвукового преобразователя обеспечивает изменение в широких пределах индуктивности подвижной катушки, а следовательно, и резонансной частоты колебательного контура преобразователя.Секция 7 подмагничивания неподвижной катушки. 3 индуктивности предназначена для изменения магнитного состояния сердечника 5, а именно величины его магнитной проницаемости , Сердечник 5 вьшолнен замкнутым дпя того, чтобы обеспечить изменение его магнитного состояния на участке кривой намагничивания, близком к насыщению. 2 ил. i (Л с 1C сх 00 о: и «на/

Частота,

Редактор М.Циткина

Составитель А.Кислов

Техред Л.Сердюкова Корректор Е.Сирохман

Заказ 743-2/42 Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35 Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,г.Ужгород,ул.Проектная,4

Фиг. 2