Способ создания акустического контакта при ультразвуковых измерениях Советский патент 1988 года по МПК G01N29/00 

4

оо

Oi О

СЛ

Изобретение относится к области ультразвуковых измерений. Цель изобретения - повышение надежности контакта. В процессе контроля в зазор между ультразвуковым преобразователем и изделием вводят две несмешива- ющиеся друг с другом магнитные жидкости (МЖ) с разной намагниченностью насыщения и воздействуют на них магнитным полем. Параметры магнитного поля выбирают из соотношения М(4Н)- - р ,с ,гдеМ, J5- разность намагниченностей и плотностей на свободных границах МЖ; С - поверхностное натяжение; (vH); - градиент напряженности в окрестности свободных границ МЖ; экспериментальная константа. 1 ил.

14)

Изобретение относится к ультразвуковым измерениям, предназначено для контроля изделий, имеющих сложный рельеф, и является усовершенст- врванием изобретения по авт, ев, №697916.

Целью изобретения является повышение надежности контакта за счет устранения магнитостатической неус- тойчивости контактной магнитной жид кости.

На чертеже приведена схема, поясняющая способ создания акустического контакта.

На схеме показано контролируемое изделие 1 и пьезоэлемент 2 ультразвукового преобразователя между которыми размещены контактная магнитная жидкость 3 и окружающая ее вторая магнитная жидкость 4 с намагниченностью, меньшей, чем намагниченность первой контактной жидкости 3. Магнитные жидкости 3 и 4 удерживаются в щелевом зазоре мезаду ультразвуковым преобразователем и изделием 1 с помощью магнита 5 преобразователя.

Введение дополнительной магнитной жидкости 4 в рабочий зазор снижает

действие паразитного давления Р

в

в

приложенног о к свободной границе маг- нитожидкостного звзгеопровода и, приводящего к расслоению магнитожидкост- ного звукопровода, а следовательно, к изменению звукопрозрачности и стабильности акустического контакта.

При этом напряженность второй магнитной жидкости 4 должна быть меньше напряженности первой контактной магнитной жидкости 3 для того, чтоб вторая магнитная жидкость 4 не вытеснила из зазора первую контактную магнитную жидкость 3. Введение второй магнитной ж щкости необходимо осуществить так, чтобы она окружала первую контактную магнитную жидкость 3, так как, если жидкость с-большей намагниченностью находится в окружении жидкости с меньшей намаг ниченностью, то стабилизируется граница раздела жидкость-жидкость, а граница раздела жидкость - воздух получается менее подвержена неустойчивости, чем в ату- чае, когда жидкость с большей намагниченностью находится на периферии Параметры магнитного поля выбирают так, чтобы они удовлетворяли условию

M(l7H ) - f g

0,5G ° -M:27;c/ ,

|g

J5

2025

30

35

40

45

55

где М, j - разность намагниченности и плотности граничащих жидкостей в окрестности их свободньк границ; G - поверхностное натяжение

свободных границ; е - константа, определяемая

экспериментально; (гЗН) - градиент напряженности в

окрестности свободных границ.

Способ создания акустического контакта осуществляют следующим образом. В процессе проведения ультразву1со- вых цзмерений в зазор между изделием 1 и пьезозлементом 2 преобразователя вводят две магнитные жидкости,3 и 4 с большей и меньшей намагниченностью. Магнитную жидкость 3 вводят в область пьезоэлемента 2, а жидкость 4 - по его периферии. Магнитная жидкость удерживается в щелевом зазоре магнитом 5. Подача жидкости 4м6жет осущёст- вляться как однократно, например шприцем, так и с помощью автоматических систем додачи.

Затем изменяют параметры магнитного поля до тех пор, пока они не будут удовлетворять указанному соотношению. После этого можно считать, что между преобразователем и изделием имеется хороший акустический контакт и можно проводить ультразвуковые измерения.

Константа ,rf, необходимая для определения параметров магнитного поля, устанавливается заранее для различных пар жидкостей по следующей методике.

Для измерения используется плоскопараллельная кювета с переменной толщиной 0-3 мм , в которую заливаются исследуемые жидкости. В боковых стенках кюветы установлены пьезопреобра- зователи на частоту 5 МГц, работающие в теневом режиме. Выбранные магнитные жидкости заливаются таким образом, чтобы граница раздела находилась на уровне пьезоэлементов. Кювета помещается в магнитное поле заданной конфигурации. Изменяя величину поля фиксируем по изменению прошедшего ультразвукового сигнала значе- ние напряженности И (средней в рабочей области)5 при которой наступает неустойчивость (деформация границы). Намагниченность жидкости определяется исходя из кривой намагниченности методом сдвига Релея. Значение поверхностного напряжения и плотности

жидкости определяется по известным методикам. Градиент магнитного поля dH определяется формой полюсных наконечников и может быть легко рассчитан в пределах рабочей зоны. Рассчет проводится по указанной формуле. В качестве образцов магнитных жидкостей могут быть использованы магнитные жидкости на керосине (звукопроводная жидкость) и на воде (дополнительная). Установлено, что для устранения неустойчивости раздела первой и второй жидкостей необходимо, чтобы в/, 0,85, для границы вторая магнитная

жидкость - воздух (/J 0,75. Формула изобретения

Способ создания акустического контакта при ультразвуковых измерениях по авт. св. № 697916, отличающийся тем, что, с целью повьше- ния надежности контакта, между превия

образователем и изделием дополнительно вводят вторую жидкость, обладающую ферромагнитными свойствами, чтобы она окружала первую контактную жидкость и не смешивалась с ней, и с намагниченностью, меньшей намагниченности первой жидкости, а параметры магнитного поля выбирают из уелоия

М(Н) - о(

м,

-..с,

де

-константа, определяемая экспериментально;

-разность намагниченностей и плотностей первой и второй жидкостей в окружности их свободных границ;

vH - градиент напряженности в

окрестности свободных границ;

G - поверхностное натяжение свободных границ.