Электромагнитно-акустический преобразователь Советский патент 1993 года по МПК G01N29/24 

СО С5 СП

а:

rsD

t

1365622

Ипо(.|| етение относится к срс дстпои эамыка коигрояыш-иэмерительной техшп н я ( t)biTb использовано д;1я бесконтактного возбуждения и приема звуконых упругих колебаний пр уг- тра- :«вуковой дефектоскопии ферромагни - г::..л маториалов.

; изобретения является noi --- шеНие чупстнительностн хоитрол ; за Q счет улучшения режима иамагиичнванип ферромагнитного материала.

На фиг, 1 приведена ко;1ст)рукция преобразователя: из фиг. 2 - его

:я чере .:тержн:11,е сердечНИКИ 6. Для ДОС -.. яния ь ибольшей ч ствителыюсти : к .-ромагнитно-акуст ческого прёосраэ 31 ЛЯ при контрол иагннтострикциониих тepиaлoн чере дополнительные катушкг Я, расположе ные на стержневых сердечниках 6, пр пускают постоянный ток г.чкой величи ны и направления, чтобы создаваемый этими катушками 8 магнитный поток скомпенсировал магнитный поток магнита 1 в сердечниках 6 до оптимального. Итак, подмагничивающие катушк

внешний йид со стороны рабочего торЦга. 2, 3 и О служат для создания оптиЭлектромагнитио-акустический преоб- радовател Ь соднрюнт двухполюсный магнит 1, дне китутки 7, 3 на (мгнито- диэлектрических сердечниках ,5, расположенные под полюсами магнита 1 о стержневые магнитодиэлектрические сердечники 6, собранные в матр1:цу nxffl элементов, расположенную и межпо люском, пространстве-магнита иг- рабочем торде преобразовате;ш, на каждом сердечнике 6 расположены дополнитёль ная возбуждающая катушка 7, дополни- тельная подмагничизающая катушка 8, дополиительнай приемная катущка 9, которая пыпелнена в виде двух секций, первая из которых расположена на сер- деч1Л1ке 6, а вторая -.п форме прямолинейного отрезка провода между жилами возбуждающей плоской катушки 10, которая вьшрлнена в виде плоского п-жш1ьноро провода, расположенного между полюсами магнита 1 так, что жилы расположены между столбцами матрицы сердечника 6,

Электромагннтно-ал устический преобразователь работает следующим образом.

мального магнитного потока п исслед емом образце 11 и сердечниках 6.

При контроле магиитострикциоюлг материала образца 11 катушки 2 и 3 включены так, что создают магнитный поток .одного направления с магнитны потоком магнита I, а катушки 8 первого столбца и второго столбца матр цы сердечников (третьего и четйерто 25 столбцов, пятого и шестого столбцов и т.д.).создают дополнительньп маг11итный поток п сердечниках 6, на правление которого пстречно магнитному потоку магнита 1.

30

Магнитный поток, создаваемый в первом и втором столбцах сердечнико 6, устанавливается оптимальным, а в следуювд{х парах столбцов сердечников 6 - немного отличающимся от оп- 35 тийальнрго. Такой способ предварите льной настройки на оптимальные магн ные потоки в исследуемом образце 11 и парах столбцов сердечников б позв ляет учесть неоднородность магнитны свойств по всему объему исследуемог образца f t и обеспечить практически постоянную высокую чувствительность электромагнитно акустического преобразователя при контроле качества

40

Магнитный поток, создаваемый в первом и втором столбцах сердечников 6, устанавливается оптимальным, а в следуювд{х парах столбцов сердечников 6 - немного отличающимся от оп- 35 тийальнрго. Такой способ предварительной настройки на оптимальные магнитные потоки в исследуемом образце 11 и парах столбцов сердечников б позволяет учесть неоднородность магнитных свойств по всему объему исследуемого образца f t и обеспечить практически постоянную высокую чувствительность электромагнитно акустического преобразователя при контроле качества

Рабочий торец преобразователя приближают на оптимальное расстояние к поверхности исследуемого образца 11 45 материала образца 11. На дополнитель (как показано на фиг. 1). К исследуе- ные возбуждающие катушки 7 подается мому огфаэцу 11 через сердечники 4 и .5 катугаек 2 и 3 прикладывается постоянное магнитное поле магнита ,1. Через обмотки катушек 2 и 3 пропускается постоянный Ток такой велтичины

50

импульс высокочастотных колебаний с максимальным значением амапитуды, а на возбуждаюп ую плоскую катушку 10 - импульс высокочастотных колебаний с минимальным значением амплитуды. Взаимодействие магнитного потока магнита 1 и переменного магнитного потока,

и 3 создавало в исследуемом образце создаваемого возбуждающими катушка- 11 ИНДУ л ЦИК) Qf, , соответствующую мак-55 во время дейстштя пысгжоЧ Лстот- симА тьлому ко .ффиц 1енту элек . ромаг- ного сигнала, V-;ht3i inaer п 1 ссг едуемом нитно-акустичесг.эго преобрасг рания образце 11 yл тpг зnyкo ч.и копсГмния ЯJ.1я д.зш ого материала. Част; суммар- с частотой возбут итающе i ( игкялл. ного лс .--I оямного мягяитногг поток-т Ультразвукопьи коу1о .,-м;и;1 t),-ii:iip T;- -paи капраялсзшя, чтобы суммарное магнитное поле (1., магнита 1 и катушек 2

эамыка

:я чере .:тержн:11,е сердеч- НИКИ 6. Для ДОС -.. яния ь ибольшей чуп ствителыюсти : к .-ромагнитно-акусти- ческого прёосраэ 31 ЛЯ при контроле иагннтострикциониих тepиaлoн через дополнительные катушкг Я, расположенные на стержневых сердечниках 6, пропускают постоянный ток г.чкой величины и направления, чтобы создаваемый этими катушками 8 магнитный поток скомпенсировал магнитный поток магнита 1 в сердечниках 6 до оптимального. Итак, подмагничивающие катушки

мального магнитного потока п исследуемом образце 11 и сердечниках 6.

При контроле магиитострикциоюлго материала образца 11 катушки 2 и 3 включены так, что создают магнитный поток .одного направления с магнитным потоком магнита I, а катушки 8 первого столбца и второго столбца матрицы сердечников (третьего и четйертого 5 столбцов, пятого и шестого столбцов и т.д.).создают дополнительньп маг11итный поток п сердечниках 6, направление которого пстречно магнитному потоку магнита 1.

Магнитный поток, создаваемый в первом и втором столбцах сердечников 6, устанавливается оптимальным, а в следуювд{х парах столбцов сердечников 6 - немного отличающимся от оп- тийальнрго. Такой способ предварительной настройки на оптимальные магнитные потоки в исследуемом образце 11 и парах столбцов сердечников б позволяет учесть неоднородность магнитных свойств по всему объему исследуемого образца f t и обеспечить практически постоянную высокую чувствительность электромагнитно акустического преобразователя при контроле качества

материала образца 11. На дополнитель ные возбуждающие катушки 7 подается

3. 13656224

няются в материале исследуемого об-ш« катушка я 9, пыполиеиие которых в, виде дпух сйкций с расположением пер- пой секции на стерж11еГ5ом сердечнике, а второй -в прямолиисЛяого отрез ка провода на торце преобразопателяа значнтелыго чувствительность электромаггЬ ГТно акустического преобразователя в jpcxaiMG npfte.Ma.

Формула 1C 3 о б р е т г ri и я Элвктромагнитно-акусгический преобразователь, содержациЛ дпутсполюсшлй

магнит, два мапштодиэлектрическнх

,. -.i-. чл р k Jl- lV

кую БозбуадаЮ1цу1о катушку, расположенную п межполюсном простргшстве Marfrtt- та, о т л ti ч а 10 щ н и с я тем,

раэца 11. Отраженные ультразвуковые колебания воздействуют на магнитный поток Магнита 1 в исследуеном образ це t1, что регистрируется приемными KatymKaMU 9.

.Если исследуемый образец f1 выполнен из.немагпитострикционного материала, то после предварительной на |0 стройки преобразователя на (зптималь- ный поток поля в образце ас всех парах столбцов сердечников б устанавливают

с помощью дополнительных подмапшчи- . . .лх..-,с.л11.л.

вающих катушек 8 оптимальный магнит- jg сердечника с катушками, расположенный поток, на дoтroJrlн тeльнue козОуж- ные 1апротнв полюсов магнита, и шюс- дающие катушки 7 подают импульс цысо- кочастотных колебаний с мг1шшаль1гым

значением амплитуды, на возбуждагощую . .. .. „ .с,

плоскую катушку 10 подается импульс ;- что, с целью повышения чувствитель- высокочастотных колебаний с - акси- ностй контроля, он снабжен матрицей мальной амплитудой, который вызывает из nxm шгнитoдиэлeктpичecкиx сердеч- п этот момент образование контура пе- нпков с дополнительными возбуждающими, ременного тока частоты возбуждения па подмагничнваюгдпмл и прпемньи-т катуга- поверхности исследуемого образца П. 25 расположенной в межполюсном про Вэаимодействие контура переменного страистве магнита на рабочем торце тока частоты воэйуткдення, обрзэованше- .преобразователя, ллосгсая возбуждающая гося на поверхности исследуемого об- катутса выполнена из п-ж1шьного прово - разца, и магнитного потока магнита Дз, каждая жила которого расположена 1 вызывает в исследуемом образце 11 о столбцами сердечнпкоп матрицы, ультразвуковые колебания частоты воз- Дополнительная приемная катушка каж- буждения. Ультразвуковые колебания . Яого аордечника матрицы выполнена в распространяются в материале иссле- видп двух секций, первая ии которьсс дуемого образца 11.. Отраженные уль-- расположена на сердечипке, а вторая тразвуковые колебания воздействуют выполнена в ввде прямолинейного отрез- на магнитный поток магнита 1 в об- расположена мекду жилами ипоской разце 11, что регистрируется приемны- возбуждающей катупаси.

ш« катушка я 9, пыполиеиие которых в, виде дпух сйкций с расположением пер- пой секции на стерж11еГ5ом сердечнике, а второй -в прямолиисЛяого отрез ка провода на торце преобразопателяа значнтелыго чувствительность электромаггЬ ГТно акустического преобразователя в jpcxaiMG npfte.Ma.

Формула 1C 3 о б р е т г ri и я Элвктромагнитно-акусгический преобразователь, содержациЛ дпутсполюсшлй

магнит, два мапштодиэлектрическнх

. . .лх..-,с.л11.л.

сердечника с катушками, расположенные 1апротнв полюсов магнита, и шюс-

,. -.i-. чл р k Jl- lV

кую БозбуадаЮ1цу1о катушку, расположенную п межполюсном простргшстве Marfrtt- та, о т л ti ч а 10 щ н и с я тем,

сердечника с катушками, расположенные 1апротнв полюсов магнита, и шюс-

. .. .. „ .с,

что, с целью повышения чувствитель- ностй контроля, он снабжен матрицей из nxm шгнитoдиэлeктpичecкиx сердеч- нпков с дополнительными возбуждающими, подмагничнваюгдпмл и прпемньи-т катуга- расположенной в межполюсном про

Электромагпитгю-акустический преобразователь может быть использо- нан в ультраэиуковой дефектоскопии в устройствах для бесконтактного возбуждения и гфисмл ультразвуковых упругих колебашгй. ель изобретения - повьпление надежности контроля дефекта магнитострикциомных и немагнитострик- ционпык материалов. Для этого электро магнитно-акустический преобразователь содержит мйгиит , /1,ве катугаки 2,3 на магнитодпэлектрических сердечниках 4,5, расположе ные пc; полнт.аьш магни та 1 сердеч1П ки 6, выполненные из магнитоэлектрического материала и установленные на торце преобразователя, с дополнительной возбужд тютей 7, дополнительной подмагничивающе 8 и приемной 9 катуигками, плоскук возбуждающую катушку 10, расположенную на рабочем-торце преобразователя между полюсами магнита 1. Катушки 2,3.7, 8 питаются от дополнительных источников тока так, что при взаимодей -твии с полем мйгяита 1 в изделии г: отдаете я поле оптимальной индукции, 2 ил. с €

в j

у f-А---. -А./ g.

/

d 1

n-j-f TT

1 I I

j и 1

Уд.1.у

. 1-V- Д

r-3