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

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для неразрушающего контроля металлоизделий электромаг- нитно-акустическим методом.

Цель изобретения - повышение чувствительности электромагнитно-акустл- ческочго преобразователя за счет увеличения эффективности электромагнит- но-акустического преобразования.

На фиг,1 приведена конструкция электромагнитно-акустического преобразователя; на фиг.2 - конструкция

индуктора и распределение сил и плот- i 4 и 5, вихревой ток, наводимый в данности вихревых Токов в нем; на фиг.З- то же, разрез.

Преобразователь содержит магнит 1, высокочастотную катушку 2 индуктивности, индуктор 3, выпол«енный в ви20

ный момент времени в верхнем кольце 4 по часовой стрелке (фиг.2), протекает сквозь проводящую пластину 6 по направлению к нижнему кольцу 5.

Так как слева от пластины 6 проводящей среды нет, вихревой ток течет в данный момент времени вправо и да- лее обтекае т нижнее кольцо 5 против часовой стрелки. Достигнув проводя

де электропроводных параллельных колец 4 и 5 с радиальными разрезами и электропроводных пластин 6 и 7,соединяющих разрезы колец 4 и 5.

Электромаглитно-акустический преобразователь работает следующим образом.

Катушкой 2, помещённой в поле магнита 1, возбуждают электромагнитное поле, наводящее в верхнем кольце 4 индуктора 3 вихревой ток. Этот ток через проводящие пластины 6 и 7, осу ществляюп{ие гальваническую связь колец 4 и 5, замыкается в нижнем, обращенном к контролируемому изделию 8j кольце 5, Ток нижнего кольца индуцирует В поверхностном слое изделия 8 вихревые токи, которые взаимодействуя с магнитным полем в изделии, возбуждают механические напряжения, являющиеся источником упругих волн.

Так как в каждьш мом ент времени токи в верхнем и нижнем кольцах теку в противоположных направлениях (стре ки на фиг.2), между токами возникают силы F взаимного отталкивания (фиг.З В результате токи в кольцах вытесняются к наружным поверхностям индуктора. Вытеснение токов приводит к уменьшению расстояния ме5зду сечением тока в нижнем кольце и поверхностью изделия, тем самым повышается чувствительность к возбуждению и приему ультразвуковых колебаний, а-следовательно, эффективность электромагнитно-акустического преобразования. Толщина верхнего кольца 4 выбирается такой, чтобы на частоте воз- б пкдения электромагнитное поле катуш

ки 2 не проникало сквозь него и не наводило синфазные вихревые токи в кольце 5. В результате вихревой ток в нижнем кольце 5 1-1ожет возникнуть только-при гальванической связи межт д кольцами 4 и 5. От способа ocynjecT- вления этой связи зависит направление тока в нижнем кольце 5 по сравнению с током в верхнем кольце 4. Если осуществить гальваническую связь между кольцами таким образом, как показано на фиг.2, т.е. соединить параллельно проводящими пластинами 6 и 7 кольца

4 и 5, вихревой ток, наводимый в дан0

30

35

45

ный момент времени в верхнем кольце 4 по часовой стрелке (фиг.2), протекает сквозь проводящую пластину 6 по направлению к нижнему кольцу 5.

Так как слева от пластины 6 проводящей среды нет, вихревой ток течет в данный момент времени вправо и да- лее обтекае т нижнее кольцо 5 против часовой стрелки. Достигнув проводя5 щей пластины 7,- ток проходит сквозь эту пластину по направлению к верхнему кольцу 4. Так как справа от пластины 7 проводя1 5ей среды нет, вихревой ток течет в кольце 4 влево и далее по часовой стрелке, .

Таким образом осуществляется замкнутость тока в индукторе предлагаемой конструкции. П)и .изменении фазы электромагнитных колебаний в катушке 2 токи в кольцах 4 и 5 одновременно изменяют свои направления на противоположные, поэтому в любой момент времени в кольцах 4 и 5 вихревые токи текут в противоположных направ-

40 лениях, обеспечивая взаимное отталкивание колец индуктора и повышая эффективность электромагнитно-акустического преобразования. Формула изобретения Электромагнитно-акустический преобразователь, содержаш:ий магнит, размещенный в его поле, высокочастотную катушку индуктивности ,и расположенный под ней индуктор, включаюш 1й электропроводное кольцо с радиальным разрезом, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения чувствительности преобразователя, он снабжен вторым электроггроводным кольцом с радиальным разрезом, установленным параллельно первому соосно с ним, и электропроводными пластинами, соеди- няюuцiми разрезы первого и второго колец.

50

55

.2

F

Ml

КОСО (or

Фи.З F

Редактор ГТ.Гереши

Составитель В.Филинов

Техред М.Ходанич Корректор Л.Пилипенко

Заказ 5991/43 Тираж 776 . Подписное 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

Изобретение может быть исполь- зовано для неразрушающего контроля металлоизделий электромагнитно-акустическим методом. Целью изобретения является повышение эффективности электромагнитно-акустического преобразования. Катушкой 2 индуктивности, помещенной в поле магнита 1, возбуждают электромагнитное поле, наводящее в кольце 4 индуктора 3- вихревой поток, который через пластины-протекает в кольцо 5. Вихревые токи в кольцах 4 и 5 противоположны по направлению, вызывают электромагнитные силы отталкивания и возбуждают ультразвуковые колебания в изделии 8. 3 ил. в (Л оо ел vl 00 00 4::;