Виброэлектромагнитно-акустический преобразователь Советский патент 1987 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для дефектоскопии диэлектрических и электропроводящих объектов. Цель изобретения - расширение области применения путем снижения нижнего предела частотного диапазона преобразователя.

На чертеже представлена конструкция виброэлектромагнитНо-акустическо го преобразователя.

Преобразователь состоит из цилиндрического корпуса 1, выполненного, например, из алюминиевого сплава, и размещенных в нем постоянного магнита 2 и индуктивного элемента 3, который залит в основание 4. Индуктивный элемент 3 состоит из двух согласно включенных плоских катушек, между которыми по всей площади приклеена ди- электрическая прокладка 7, выполненная из стеклотекстолита. В нижней части корпуса 1 на его внешней поверхности закреплен трехгранный сепаратор

5 с подвижными.опорами в виде шариков 6. Шарики 6 расположены в цилиндрических гнездах 8 и снабжены поджимными пружинами 9. Основание 4 выполнено из эластичного диэлектрического материала, твердость которого по Шору рекомендуется выбирать в пределах 30-75°, в зависимости от заданной рабочей стоты преобразователя и подобранной массы диэлектрической прокладки 7. Основание 4 может быть выполнено из полиуретанового эластомера на основе промьш1ленного продукта СКУПФ-Л с - коэффициентом ,К 0,3. Возможно применение и других материалов, например, полиэтилена или какого-либо каучукового соединения. Катушки элемента установлены на расстоянии порядка 0,8 мм от торца корпуса 1.

При изготовлении преобразователя задаю гся рабочей частотой, например, 2,3 кГц.. Для обеспечения заданной частоты методом подбора выбирают массу диэлектрической прокладки 7, например, 1,3 г и твердость материала основания, например, 30° по Шору. Изменяя твердость материала основания 4 в пределах 30-75° по Шору, а также массу диэлектрической прокладки 7, можно получать нужную рабочую частоту преобразователя от единиц д десятков килогерц.

Преобразователь работает следующим образом.

JO

fS

20

25

При работе в режиме возбуждения УЗ-колебания через индуктивный элемент 3 пропускаем импульс тока длительностью 0,3-0,5 периода механических колебаний ийдуктивного элемента в полиуретановом основании 4. Переменное магнитное поле, создаваемое катушками элемента 3, взаимодействуя с полем постоянного магнита 2, вызывает механические колебания индуктивного элемента 3 на резонансной частоте, которые передаются, благодаря хорошему акустическому контакту, из основания 4 в контролируемый обьектЮ.

При работе преобразователя в качестве приемного происходит обратное явление, а именно упругие колебания, возбужденные любьм методом на пов.ерх- ности А объекта 10, распространяются по контролируемому объекту 10 и достигают поверхности Б. За счет хорошего акустического контакта между основанием 4 и поверхностью контролируемого объекта 10 упругие колебания с небольшими потерями проходят в материал основания 4 и заставляют индуктивный элемент совершать механические колебания в поле магнита 2.. В катушках элемента 3, колеблющихся в постоянном магнитном поле, наводится ЭДС с частотой, равной частоте прошедших упругих колебаний, амплитудой и длительностью, пропорциональными амплитуде и длительности упругих ко- 5 лебаний. Уменьшение амплитуды принятых колебаний говорит о наличии дефекта в зоне контроля.

Наличие диэлектрической прокладки 7 обеспечивает увеличение майсы индуктивного элемента 3, что, в свою очередь, вызывает уменьшение амплитуды колебаний,.индуктивного элемента 3 и соответственно снижение рабочей частоты преобразователя.

Однако с увеличением массы индуктивного элемента 3 наблюдается снижение чувствительности преобразователя, которое компенсируется за счет применения двух согласно включенных катушек.

30

40

45

50

Жесткое закрепление диэлектрической прокладки 7 между катушками по всей площади обеспечивает синхронное движение всех составных частей индуктивного элемента 3, а следовательно, максимальную чувствительность преобразователя .

Твердость диэлектрического мате- . риала основания, выбранная в пределах 30-75° по Шору, обусловлена тем, что материал, твердость которого выше 76 по Шору, является хрупким и менее эластичным, что ухудшает акустический контакт и снижает.срок службы преобразователя; материал с твердостью менее 30° по Шору обладает значительной вязкостью, что ухудшает его упругие и прочностные свойства, упругие колебания в таких материалах затухают,

Формулаизобретения

1. Виброэлектромагнитно-акусти- ческий преобразователь, содержащий

корпус, размещенные в нем постоянный магнит, основание из эластичного диэлектрического материала с залитым в него индуктивным элементом и поджимной механизм, а также закрепленный на внешней поверхности корпуса сепаратор с подвижными опорами в виде шариков, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения, индуктивный элемент выполнен в виде двух согласно включенных плоских катушек с размещенной между ними диэлектрической прокладкой, жестко - связанной с обеими катушками.

2. Преобразователь по п.1, о т - личающийся. тем, что материал основания имеет твердость 30 - 76 по Шору.

Редактор М.Циткина

Составитель П.Шкатов

Техред Л.Сердюкова Корректор Е.Сирохман

Заказ 7А32У42 Тираж 776Подписное

ВНЙИПИ 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

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для дефектоскопии диэлектрических и электропроводящих объектов. Цель изобретения - расширение области применения преобразователя путем снижения нижнего предела его.частотного диапазона. Механические колебания индуктивного элемента на резонансной частоте передаются в контролируемый объект. Возбужденные колебания в свою очередь воздействуют на индуктивный элемент, заставляя его совершать механические колебания в поле постоянного магнита. Индуктируемая при этом в катушках индуктивного элемента ЭДС зависит от сплршнос- ти контролируемого объекта. Снижение нижнего предела частотного диапазона преобразователя достигается за счет применения диэлектрической прокладки, жестко связанной с индуктивным элементом. 1з.п. ф-лы, 1 ил. а S (Л 1C ас со Од ел