Электромагнитно-акустический преобразователь Советский патент 1992 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к устройст- вам контрольно-измерительной техники и может быть применено в электронно- акустическом и лазерно-ультразвуковом неразрутаающем контроле в машиностроительной, энергетической и транспортной отраслях.

Цель изобретения - повышение помехозащищенности электромагнитно-акустического преобразователя и расширение области использования в нераэру- шающем контроле.

На фиг.1 приведен электромагнитно- акустический помехозащищенный преобразователь, разрез; , на фиг.2 - эквивалентная схема электромагнитно-акустического преобразователя. Выводы плоской катушки 1 индуктивности, защищенной протектором 2 и расположенной под магнитом 3, выполненным в виде двух плоских редкоземельных магнитов, расположенных разноименными полюсами друг к другу, подсоединены к тороидальной катушке 4, намотанной на кольцевом магнито- проводе 5 из феррита, закрепленном на шпильке 6, на которой закреплен такой же кольцевой магнитопровод /, на который намотана вторая тороидальная катушка 8. Тороидальные катушки изолированы от кольцевых магнитопро- водов лакотканью или фторопластовой .лентой. Латунные крышки 9, в которых сделаны пропилы для выводов обмоток тороидальных катушек, крепятся на той же шпильке 6 в экранирующем корпусе 10, имеющем вид трехсекционного полого цилиндра, который вместе со шпилькой, латунными крышками представляет собой короткозамкнутый виток трансформатора. Через этот виток происходит трансформадая полезного сигнала

VJ О 01 SJ СО

о

с одной тороидальной1 катушки на другую, с которой сигнал поступает на усилитель 11. Усилитель расположен в крайней верхней секции полого цилиндра.

На фиг.2 представлены эквивалентная схема соединения плоской катушки индуктивности L, электромагнитно- акустического преобразователя с торо- идальной катушкой индуктивности Ц и трансформаторная связь через объемный короткозамкнутый виток L0 со второй тороидальной катушкой индуктивности Lg, к которой подсоединен усилитель v. Электростатическая помеха проходит через паразитную емкость Cj, образующуюся между витками плоской катугаки индуктивности и поверхностью контролируемой детали, и через межобмоточную паразитную емкость Cg замыкается на- землю по объемному короткозамкнутому витку. Причем для получения максимальной помехозащищенности необходимо максималь- ное согласование катушек, поэтому тороидальная катушка выполнена с тем же импедансом, что и плоская катушка электромагнитно-акустического преобразователя, таким образом, должно быть выполнено условие

-Ч ZL

где 7,, - комплексное сопротивление катушки индуктивности элект- ромагнитно-акустического преобразователя; Zj - комплексное сопротивление

тороидальной катушки. Электромагннтно-акустический преобразователь работает следующим образом.

При работе преобразователя по совмещенной схеме импульсный генератор (не показан) присоединяется к катушке 1 индуктивности -з.чектромагнитно- акустического преобразователя (фиг.1 При прохождении токов по катушке в поверхностном слое контролируемого изделия возникают электродинамически силы Возбужденные в изделии акустические колебания распространяются вовнутрь и достигают второй грани изделия Отраженный от второй грани изделия или от дефекта акустический импульс возвращается к поверхностному слою изделия и под влиянием магнитно поля магнитной системы 3 наводит в плоской катушке 1 индуктивности ЭДС, пропорционачг.ную акинетическому импул

о

5

0

5

0

5

су, и поступает на первую тороидальную катушку 4. При прохождении токов по виткам катушки происходит их трансформация в объемный короткозамкнутый виток, состоящий из шпильки 6, латунных крышек 9 и корпуса 1П, который заземляется. На фиг.2 короткозамкну- тый виток обозначен 1,0 . С коротко- замкнутого витка токи трансформируются во вторую тороидальную катушку 8, |с которой полезный сигнал поступает на усилитель 11 и далее на дефектоскоп (не показан). Электростатическая помеха, как это видно из эквивалентной схемы электромагнитно-акустического преобразователя (фиг.2), замыкается тю цепочке ( , С, Lo, земля.

При раздельной схеме возбуждения и приема акустических сигналов, например при возбуждении их с помощью лазера, т.е. в условиях больших электрических помех и наводок, элект- ромагнитно-акустический преобразователь работает как приемный и наиболее эффективен в целях повышения помехозащищенности.

Использование помехезащищенного электромагнитно-акустического преобразователя в качестве приемника при лазерном возбуждении акустических колебаний позволит контролировать детали с ограниченным доступом и сложной геометрической формы.

Формула изобретения

1. Электромагнитно-акустический преобразователь, содержащий корпус, размещенные Б нем постоянный магнит и взаимодействующую с ним плоскую катушку, отличающийся тем, что, с целью повышения помехозащищенности, он снабжен двумя тороидальными катушками индуктивности, одна из которых соединена с плоской катушкой, а другая предназначена для связи с усилителем, корпус выполнен в виде трехсекционного полого цилиндра с осевой шпилькой в полости средней секции, коаксиально со шпилькой установлены тороидальные катушки индуктивности и вместе с ней и стенками средней секции образуют трансформатор, в одной из крайних секций 1 i установлены постоянный магнит с плоской катушкой, а другая предназначена для размещения усилителя.

2. Преобразователь по п.1, о т - , личающийся тем, что тороидальная катушка, соединенная с плоской катушкой, выполнена с таким же импедансом, что и плоская катушка.

Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля материалов и может быть использовано для ультразвуковой дефектоскопии в машиностроении. Цель изобретения - повышение помехозащищенности контроля за счет исключения паразитных индуктивных и емкостных связей, Электромаг- нитно-акустический преобразователь размещен в трехсекционном цилиндрическом корпусе; в крайних секциях постоянный магнит 3 с плоской катушкой 1 и усилитель 1 1 , а в средней секции две тороидальные катушки 4, 8 коаксиально со шпилькой 6, котзры вместе с ней и стенками 9 средней секции образуют трансформатор. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. г (Л

Фиг /