Электромагнитно-акустический дефектоскоп Советский патент 1988 года по МПК G01N29/04 

с |

О)

Изобретение относится к дефектоскопии электропроводных изделий электромагнитно-акустическим методом (ЭМА). Целью изобретения являет- ся повьшение чувствительности дефектоскопа за счет повьшения эффективности ЭМА преобразования и улучшения помехозащищенности. Преобразователь 2 вьтолнен дифференциальным и содержит три плоских магнита 6-8, закрепленных на магнитопроводящей пластине разноименными полюсами вплотную друг к другу боковыми гранями. Сим метрично относительно линий стыковки на магнитных полюсах закреплены две идентичные эллептические плоские ка- тушки 10,11 ,одни концы которых присое- динены к инверсным входам дифференциа -л льного усилителя 3,а другие заземлены. Генератор 1 формирует в катушках одинаковые импульсы тока, которые преобразуются в преобразователе 2 в акустические и распространяются в изделии. Если под одной из катушек 10, 11 есть дефект, то возникающий разностный сигнал устанавливается усилителем 3 и обрабатыв ается в блоке 4 измерений. Диоды 5 обеспечивают защиту от электромагнитных помех генератора . 2 ил. с $ (Л

Фиг. /

Изобретение относится к контрольНС-измерительной технике и может быть использовано для дефектоскопии металлоизделий электромагнитно-акустическим методом.

Цель изобретения - повьшение чувствительности дефектоскопа за счет повьшения эффективности электромагнитно-акустического преобразования и улучшения помехоустойчивости.

На фиг.1 приведена блок-схема дефектоскопа; на фиг.2 -разрез электромагнитно-акустического преобразователя.

Дефектоскоп содержит последовательно соединенные генератор 1 зондирующих импульсов, электромагнитно-акустический преобразователь 2, дифферен- циальньш усилитель 3 и блок 4 измере- ния, второй вход которого соединен с выходом генератора 1, диоды 5, разно- полярно включенные между инвертирующим и неинвертирующим входами усили теля 3. Электромагнитно-акустический преобразователь 2 выполнен в виде трех магнитов 6, 7, 8, состыкованных противоположными полюсами S и N, магнитопроводной пластины 9, установт ленной на одной грани магнитов б, 7, 8 и двух идентичных эллиптических катушек 10, 11 индутстивности, установленных на грани, противоположной грани с пластиной 9 длинной полуосью вдоль линии стыковки магнитов, так что обеспечивается синфазный ток i в смежных сторонах катушек 10, 11. Первый конец катушки 10 соединен с генератором 1 и неинвертирующим вхо дом усилителя 3, первый конец катуш- ки 11 соединен с инвертирующим входом усиА1теля 3.

Дефектоскоп работает следующим образом.

После установки преобразователя 2 на поверхность изделия (не показано) генератор 1 зондирующих импуль- сов формирует одинаковые импульсы тока в первой и второй катушках 10, 11 преобразователя. В режиме излучения зондирующих импульсов диоды S, включенные между входами дифференциального усилителя 3, имеют малое сопротивление и обе катушки 10, 11 поэтому подсое- . динены к генератору 1 параллельно. Поскольку витки катушек намотаны в противоположных направлениях и токи в них также имеют противоположные направления, то половина витков обеих катушек КО, 11, находящиеся под полюсом R среднего магнита 7, возбуждают синфазные акустические колебани в электропроводящих изделиях. Такие же колебания возбуждаиотся и другими половинами катушек, находящимися под полюсами первого и третьего магнитов 6, 8. Таким образом, сдвиговые акустические колебания одного направления возникают под всеми четырьмя полуобмотками катушек 10, 11, Они распространяются вглубь изделия и не встретив дефекта (отражателя) отражаются от противоположной стороны изделия и в наложенном магнитном поле магнитов 6 трансформируются в электромагнитные колебания, которые принимаются катушками 10, 11 преобразователя. В режиме приема, так как сигналы имеют малую:амплитуду, диоды 5 заперты и не влияют на работу схемы. .Поскольку в этом случае сигналы на обеих катушках синфазны, .то на выходе дифференциального усилителя 3 сигнал отсутствует.

Ослабляется также и мощный зондирующий импульс на входе усилителя 3, так как он компенсируется в значительной степени. Если одна из катушек 10, 11 примет ослабленный акустический сигнал за счет отражения- от продольной трещины в изделии, то ре- зультирзлщий разностный сигнал катушек будет зарегистрирован усилителем 3 и передан в блок 4 измерения. В случае появления дополнительного отражателя в изделии, например дефекта, появляется два сигнала, сдвинуты по времени - от отражателя (дефекта) и от дна изделия, поступающие на блок измерения, на второй вход крторого поступает синхронизирующий сигнал генератора 1. В блоке 4 измерения производят обработку сигналов с катзтпек 10, 11 (амплитудную, фазовую и т.д.) так, что определяют параметры дефектов.

. Таким образом, указанное вьтолне- ние преобразователя обеспечивает возбуждение в электропроводящих материалах сдвиговых ультразвуковых-колебаний повьш1енной интенсивности, скольку каждая из четырех полукату-- шек, расположенная под соответствующими полюсами магнитов, создает в материале изделия упругие силы одного направления. Подключение дифференциального электромагнитно-акустичес

кого преобразователя к дифференциальному усилителю, входы которого за- шунтированы разнополярными диодами, повьшает помехозащищенность дефектоскопа от электромагнитных помех и от мощных зондирующих импульсов, а также пбнижает его чувствительность к изменению однородных свойств участков изделия под катушками преобразователя (электропроводности, магнитной проницаемости),

Формула изобретения

Электромагнитно-акустический дефектоскоп, содержащий последовательно соединенные генератор, электромагнитно-акустический преобразователь, дифференциальный усилитель и блок из мерения, второй вход которого соединен с выходом генератора, отличающийся тем, что, с целью

Ю7 11

повьшения чувствительности, он снабжен двумя диодами, разнополярно включенными меяаду инвертирующим и неинвертирующим входами усилителя, а-преобразователь вьшолнен дифференциальным в виде трех состыкованных противоположными полюсами магнитов, магни- топроводящей пластины, установленной на этой грани магнитов, и двух идентичных эллиптических катушек индуктивности, установленных на грани магнитов противоположной грани с пластиной, каждая длинной полуосью вдоль линии стыковки магнитов так, что обеспечивается синфазный ток в смежных сторонах катушек, причем первый конец одной катушки соединен с генератором и неинвертирующим входом усилителя, первый конец другой катуш- ки соединен с инвертирующим входом усилителя, а их вторые концы заземлены.

Фиг. 2