Устройство для определения характеристик направленности электромагнитно-акустического преобразователя Советский патент 1991 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для ультразвуковой дефектоскопии изделий металлургического производства, нагретых выше точки Кюри.

Целью изобретения является повышение точности контроля за счет повышения точности измерения характеристики направленности электромагнитно- акустического (ЭМА) преобразователя.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит эталонный ферромагнитный образец 1 цилиндрической

формы со сферическими и плоскими торцами, генератор 2 высокочастотных колебаний, подключенный к катушке 3 индуктивности ЭМА-преобразователя, установленной на плоском торце образца 1, последовательно подключенные пьезопреобразователь 4, установленный у сферической поверхности образца 1, усилитель 5 и индикатор 6, последовательно включенные первую термопару 7, первый потенциометр 8, регулятор 9 тока и индуктор 10, охватывающий образец 1 у плоского торца, последовательно соединенные вторую термопару 11, второй потенциометр 12

СЬ

сл

00

о J

СЛ

и блок 13 управления с электроклапаном. 14, и водяную рубашку 15, гидравлически связанную с электроклапаном 14 и охватываюптую сферический конец образца 1. Термопары 7 и 11 установлены соответственно у плоского и сферического торцов образца 1. Контролируемый ЭМА-преобразователь включает катушку 3 индуктивности, подключенную к генератору 2, и систему намагничивания в виде полюсов постоянного магнита 16, установленных вблизи плоского торца образца 1.

Устройство работает следующим образом.

Высокочастотный ток, поступающий от генератора 2 к ЭМА-преобразовате- лю, за счет объемной магнитострикции в области парапроцесса при повышенных температурах материала образца 1 возбуждает упругие продольные волны. Область парапроцесса достигается сильным магнитным полем магнита 16 ЭМА- лреобразователя.

ТермоЭДС с термопары 7 через потенциометр 8 поступает на регулятор 9 цилиндрического индуктора 10. Индуктор 10 нагревает плоский торец образца 1 до температуры, близкой точке

Кюри, что увеличивает эффективность возбуждения в ферромагнитном образце 1 продольных ультразвуковых волн ЭМА- преобраэователем.

Для повышения точности измерения необходимо устранить нестабильность температуры сферического торца образца 1f на котором регистрируются ультразвуковые сигналы. Поскольку противоположный торец образца нагревается до точки Кюри материала образца, то вследствие теплопроводности сферическая поверхность такие будет нагреваться. Это приведет к повышению температуры пьезоприемника, снижению его пьезоэлектрических свойств и снижению точности измерений. Для повышения точности измерения термоЭДС с термопары 11 через потенциометр 12 поступает на блок 13 управления электрокла

0

5

0

5

0

5

0

димое количество охлаждающей жидкости, поступающей в рубашку 15.

Принятый с пьезопреобраэователя 4 сигнал после усилителя 5 поступает на вход индикатора 6. Перемещением пьезопреобразователя 4 по сферической поверхности образца 1 определяют зависимость амплитуды сигнала от угла наблюдения.

Таким образом, предлагамое устройство позволяет определять характеристики направленности ЭМА-преобраэова- теля продольных волн с меньшей погрешностью за счет роста отношения сиг- , нал/шум вследствие наличия системы локального нагрева материала цилиндра со стороны ЭМА-преобразователя и стабилизации температуры со стороны пьезоприемника. Формула изобретения

Устройство для определения характеристик направленности электромагнитно-акустического (ЭМА) преобразователя, содержащее эталонный ферромагнитный образец цилиндрической формы со сферическим и плоским торцами, генератор высокочастотных колебаний, предназначенный для подключения к катушке индуктивности контролируемого ЭГ1Л-преобразователя, последовательно включенные пьезопреобразователь, установленный на сферическом торце образца, усилитель и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено последовательно соединенными термопарой, потенциометром, регулятором тока и цилиндрическим индуктором, охватывающим эталонный образец у его плоского торца, последовательно соединенными второй термопарой, вторым потенциометром, блоком управления с электроклапаном, водяной рубашкой, гидравлически связанной с электроклапаном и охватывающей эталонный образец вблизи его сферического торца, а первая и вторая термопары установлены соответственно с плоского и сферичес

Изобретение относится к средствам акустического контроля ферромагнитных изделий, нагретых выше точки Кюри, и может быть использовано для ультразвуковой дефектоскопии ..изделий металлургического производства электромагнитно-акустическим (ЭМА) методом. Целью изобретения является повышение точности контроля при исследовании характеристик направленности ЭМА-пре- образователя за счет повышения значения отношения сигнал/шум. Для этого устройство снабжено нагревательным элементом с терморегулятором, установленным в зоне возбуждения ультразвука ЭМА-преобразователем в ферромагнитном цилиндре и обеспечивающим повышение эффективности ЭМА-преобра- зования за счет нагрева ферромагнетика до точки Кюри, и системой автоматического регулирования охлаждения противоположного цилиндрического торца образца с пьезоприемником, обеспечивающей эффективную работу пьезо- преобразователя регистрации ультразвуковых волн. 1 ил. г со

пана 14, который обеспечивает необхо- 50 кого торцов образца.

Л

Вода

72

О

/7

О

б

Ус

Зл«9л L

,16

Ю

Я

2200 -Я -

VV

&

7

ш

2У