Устройство для электромагнитно-акустического контроля Советский патент 1991 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано для дефектоскопии и толщинометрии изделий электромагнитно- акустическим (ЭМА) методом.

Целью изобретения является повышение достоверности контроля за счет повышения коэффициента преобразования ЭМА преобразователя и тем самым увеличения мощности его излучения.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит источник 1 магнитного поля, приемно-возбуждающий блок 2, выполненный в виде трансформатора, вторичной обмоткой которого служит массивный виток 3, одна его сторона является рабочей стороной преобразователя, а на другой расположена первичная обмотка, выполненная из п идентичных электрически не связанных высокочастотных катушек 4 возбуждения и приемной катушки 5, электронный блок, выполненный в виде блока 7 синхронизации и п параллельно включенных цепочек из последовательно соединенных генератора 8 и времязадающего блока 9, ченных каждая между соответствующей катушкой 4 возбуждения и блоком 7 синхронизации, и электронный блок 10 обработки

О

N VI ы

00 (Л

сигнала, подключенный к приемной катушке 5.

Устройство работает следующим образом.

На управляющие входы генератора 8 поступают запускающие импульсы, вырабатываемые блоком 7 синхронизации, одновременное срабатывание п генераторов 8 обеспечивается регулировкой времязадаю- щих блоков 9. С выходов генераторов зондирующие импульсы тока поступают на возбуждающие высокочастотные катушки 4.

Протекающий в этих катушках импульсный ток трансформируется в массивный виток 3, где в итоге на его рабочей поверхности, контактирующей с контролируемым изделием (не показано) наводится рабочий ток. участвующий в преобразовании электромагнитной энергии в акустическую при наличии поля подмагничивания источника 1. Во время приема работы возникающие сигналы индуцируют в массивном витке 3 ток, который частично растекается по поверхности витка и наво- в приемной катушке 5.Сигналы с приемной катушки 5 поступают в блок 10 обработки, где усиливаются и необходимым образом обрабатываются.

Положительный эффект в предложенном устройстве можно объяснить за счет суперпозиции энергий ЭМА преобразований электромагнитных импульсов катушек 4.

Для упрощения рассмотрим два случая; традиционный при использовании одной катушки 4 и параллельную синхронную трансформацию с двух катушек 4.

При работе генератора 8 (разряд емкости С через ключ) на одну высокочастотную катушку индуктивностью L ток разряда на рабочей частоте

; равен И с

где

У 1/

L/C Цс - напряжение заряда емкости;

L/C - волновое сопротивление цепи разряда.

Ток h трансформируется в масивный виток 3, в котором устанавливается плотность рабочего тока Ipi.

В случае разряда двух генераторов, каждый на свою катушку индуктивностью L/2 , разрядные емкости должны быть 2С, что продиктовано соблюдением условия равенства рабочих частот ЭМА преобразователей в первом и во втором случаях, т.е.

О)

1

1

const

v L.CV to г

2

При напряжении на разрядных емко- стях генераторов, равном Ос , ток через каждую катушку равен

Uc 2 ис

I2

10

V L./Z

2C т.е. 12 2 H .

Этот ток l2 каждой катушки трансформируется в массивный виток 3, и плотность

15 рабочего тока Ip2 во втором случае возрастает теоретически в два раза, а практически несколько менее из-за активного сопротивления потерь в катушках и сопротивления электронных ключей, через которые произ20 водится разряд.

Для повышения эффективности работы трансформаторного ЭМА преобразователя импульсы возбуждения генераторов 8 синхронизированы, массивный виток может

25 быть выполнен разомкнутым, а приемную

катушку 5 размещают на разомкнутом витке

в зоне наибольшей плотности тока витка 3.

Формула изобретения

Устройство для электромагнитно-аку30 стического контроля, содержащее электронные блоки возбуждения и обработки сигналов и электромагнитно-акустический преобразователь, включающий источник магнитного поля и приемно-возбуждающий

35 блок, выполненный в виде трансформатора, вторичной обмоткой которого служит массивный виток, одна сторона является рабочей стороной преобразователя, а на другой расположена первичная обмотка, соединен40 ная с электронными блоками возбуждения и обработки сигналов, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности контроля за счет повышения коэффициента преобразования, первичная обмотка выпол45 нена в виде п идентичных электрически не связанных высокочастотных катушек возбуждения и приемной катушки, электронный блок возбуждения выполнен в виде блока синхронизации п параллельных цепо50 чек из последовательно соединенных генератора и времязадающего блока, включенных каждая между соответствующей катушкой возбуждения и блоком синхронизации, а блок обработки сигналов

55 соединен с приемной катушкой.

НА1Г

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано для дефектоскопии и толщинометрии изделий электромагнитно- акустическим (ЭМА) методом. Целью изобретения является повышение достоверности контроля за счет повышения коэффициента преобразования элект- ромагнитно-акустического преобразователя и тем самым увеличения мощности его излучения. Высокочастотные зондирующие импульсы генераторов 8 подают параллельно и синхронно на п идентичные катушки 4 возбуждения и осуществляют трансформацию тока в массивный виток 3, электромагнитно взаимодействующий с контролируемым изделием. Эффективность ЭМА преобразования возрастает за счет синхронизации блоком 7 моментов поступления импульсов на катушки 4. Приемную катушку 5 размещают на витке 3 в зоне с максимальной плотностью тока. 1 ил. Ј

iv I У

L.