Электромагнитно-акустический дефектоскоп Советский патент 1989 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано в ультразвуковой дефектоскопии металлических материалов и изделий,

Цель изобретения повышение чувствительности дефектоскопа.за счет увеличения коэффициента преобразования преобразователя.

На фит.1 представлена схема дефектоскопа; на фиг.2 - конструкция катушки электромагнитно-акустического пре- ;образователя.

Дефектоскоп содержит генератор 1, усилитель 2, соединенный с ним блок

3 обработки сигналов и электромагни-т- но-акустический преобра зователь 4 с катушкой индуктивности, состоящей из обмотки бифилярной с частями 5 и 6.

Часть 5 обмотки выполнена более тонким проводом, чем часть 6 обмотки,- так как не участвует в возбуждении и не должна поэтому вьщерживать большие токи. Преобразователь содержит также постоянньт магнит (не показан)

@д sl

сд

31511

на рабочем торце которого размещена катушка индуктивности. Начало и конец части 6 обмотки соединены соответственно с генератором 1 и с землей, а начало и конец части 5 обмотки - соответственно с усилителем 2 и выходом генератора 1,

Устройство работает следующим образом,

Генератор 1 формирует в части 6 обмотки катушки индуктивности электромагнитно-акустического преобразователя (ЭМА) импульс тока, индуцирующий в поверхности изделия вихревые токи. При взаимодействии их с магнитным полем постоянного магнита возникают электродинамические силы, являющиеся источником ультразвукового импульса. Отразившийся от дна или дефекта ультразвуковой импульс преобразуется в ЭДС частей 5, 6 обмоток катушки индуктивности ЭМА преобразователя. При приеме на усилитель 2 поступает сумма ЭДС частей 4 и 5 об- мотки, т.е. число витков, участвующее в приеме ультразвука, в два раза больше, чем число витков, участвующее в его возбуждении.

Увеличение ЭДС приема и, следовательно, чувствительности дефектоскопа не влечет значительного уменьшения тока возбуждения, увеличения длительности импУльса и размеров катушки .

Чувствительность схемы дефектоскопа с ЭМА преобразователем, имеющим бифиллярную обмотку, Bbmie чем у традиционной схемы с однообмоточным ЭМА преобразователем.

Приближенно оценить увеличение чувствительности можно по коэффициенту К двойного преобразования ЭМАП по формуле

-.2

В W,Wi(Rz+Rj.)t ,,4

ТШТ-м

где V

В W.

Рс - -амплитуда возбуждаемой

в катушке ЭМАП ЭДС при приеме;

-напряжение заряда конденсатора, входящего в генератор 1 зондирующих импульсов; индукция постоянного магнит ного псшя приложенного к иэ делию;

число витков в катушке ЭМАП участвующие в прямом ЭМА- преобразовании (излучение)}

W, - число витков в катушке

ЭМАП, участвующее в обратном ЭМА-преобразовании (прием);

R - внешний радиус катушки ЭМАП R, - внутренний радиус катушки

ЭМАП; L - индуктивность катушки ЭМАП

при излучении; PC - акустическое сопротивление

среды; ( - постоянная времени контура

возбуждения.

Конструкция ЭМАП с плоской катушкой, выполненной в виде бифиллярной обмотки в два провода.

Количество витков кату1Ш и ЭМАП, участвующее в излучении ультразвука W,, в два раза меньше, чем количество витков, участвующее в приеме Если в выражении ( коэф4)ициента двойного преобразования подставить

W

значение W W и W и принять во внимание, что индуктивность, обмотки возбуждения ЭМАП вблизи изделия определяется выражением

L L (l-K)i

(2)

где L - индуктивность обмотки возбуждения ЭМАП, удаленной от металлического изделия,

К 9,2 ---,

где h - зазо.р между катушкой возбуждения и металлическим изделием;

-средний радиус катушки, а индуктивность круглой плоской катушки, удаленной от металлического изделия, пропорциональна квадрату числа ее витков:

L,c:(,(3)

то полученный коэффициент двойного преобразования предложенного устройства Kj- превосходит коэффициент преобразования KQ традиционного ЭМАП с одной обмоткой, у которого в излучении и приеме принимает одинаковое количество витков (W, )

B |W(,)

ч .. 2

„„ B w I+R7p

pr(R,j-RjTT Krv w

Формула изобретения

Электромагнитно-акустический дефектоскоп, содержащий генератор, пре-- образователь, состоящий из постоянного магнита и катушки индуктивности, размещенной на рабочем торце постоянного магнита, усилитель и соединенный с ним блок V обработки сигнала, отлича- Q ю щ и и с я тем, что, с целью повышения чувствительности, катушка индутс тивности выполнена в виде плоской би- филярной обмотки из проводов разного диаметра, начало и конец части ; обмотки из провода большего диаметра соединены соответственно с выходом генератора и землей, а начало и конец второй части обмотки соединены соответственно с входом усилителя и выходом генератора.

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может использоваться для ультразвуковой дефектоскопии металлических материалов и изделий. Цель изобретения - повышение чувствительности дефектоскопа за счет увеличения коэффициента преобразования преобразователя. Дефектоскоп, обеспечивающий выявление поверхностных и внутренних дефектов в электропроводящих изделиях, состоит из электромагнитно-акустического преобразователя, генератора, усилителя и соединенного с ним блока обработки сигналов. Электромагнитно-акустический преобразователь содержит постоянный магнит и бифилярную обмотку из частей, выполненных проводами разного диаметра. На часть обмотки из провода большего диаметра подается возбуждающий импульс тока с генератора, вторая часть обмотки соединена последовательно согласно с возбуждающей так, что один конец ее подсоединен к выходу генератора, а другой - к усилителю. В результате такого построения дефектоскоп имеет повышенную чувствительность. 2 ил.

сриг

фиг.г