Электромагнитно-акустический преобразователь для неразрушающего контроля Советский патент 1992 года по МПК G01N29/24 

Фиг.1

Изобретение относится к неразрушающему ультразвуковому контролю и может быть использовано при дефектоскопии и контроле анизотропии ферромагнитных материалов.

Известен электромагнитко-акустиче- ский датчик, содержащий намагничиваю- щую систему, индуктивную катушку, электромагнитный экран, дополнительную индуктивную Уатушку, идентичную первой и включенную с ней встречно, и высокочастотную катушку генератора, расположенную между ними.

Известен также электромагнитно-аху- стический преобразователь для бесконтактного возбуждения и приема ультразвуковых колебаний, содержащий электромагнит, торцовая поверхность пог.юса которого яв- ляется рабочей, высокочастотную индуктивную катушку возбуждения и приема, расположенную под одним из полюсов электромагнита, компенсационную катушку встречно включенную с катушкой возбуждения и приема и расположенную под другим полюсом, и дроссель, последовательно соединенный с компенсационной катушкой.

Наиболее близким к предлагаемому является элекгромагнмтно-акустический преобразователь для неразрушающего контроля, содержащий постоянный магнит с Ш-образным магнитопроводом и высокочастотную катушку, выполненную восьмер- кообразной с параллельными рабочими участками витков, участки витков, образующие перемычки катушки, расположены нз торце среднего стержня магнитопровода, параллельные им участки витков -- в соответствующих межполюсных промежутках магнитопровода, а плотность укладки участков витков, расположенных на торце среднего стержня магнитопровода, больше плотности укладки участков витков, расположенных в межполюсных промежутках.

Недостатком известного решения является низкая чувствительность при работе с импульсным магнитным полем. Это объясняется тем, что в известном решении не предусмотрена компенсация ЭДС от работы импульсного магнитного поля.

Цель изобретения - повышение чувствительности преобразователя за счет концентрации магнитного потока на участках витков, образующих перемычку, а также наличия компенсации ЭДС от импульсного магнитного поля.

Поставленная цель а злектромагнитно- акустическом преобразователе для неразрушающего контроля, содержащем электромагнит с магнитопроводом и плоскую восьмеркообразную высокочастотную

катушку с параллельными рабочими участками витков, из которых участки витков, об- разующие перемычку катушки, расположены на торце одной из ветвей магнитопровода, а параллельные им участки витков расположены симметрично с двух сторон от этой ветви, достигается тем, что магнитопровод выполнен П-образным, высокочастотная катушка установлена сим0 метрично относительно его продольной оси, а ветвь магнитопровода, на торце которой расположены участки витков, образующие перемычку кату1ши, выполнена с наконечником в виде усеченной призмы, меньшее

5 основание которой является торцом ветви. На фиг.1 и 2 схематично изображено предлагаемое устройство.

Электромзгнитно-акустический преобразователь для неразрушающего контроля

0 содержит электромагнит, состоящий из обмотки 1 и магнитопровода 2 П-образной формы, плоскую восьмеркообразную высокочастотную катушку 3 с параллельными рабочими участками витков, установленную

5 симметрично продольной оси электромагнита. Участки витков восьмеркообразной катушки 3. образующие перемычку 4. расположены на ветви 5 магнитопровода 2, а параллельные им участки витков б расположе0 ны симметрично (продольной оси электромагнита) с двух сторон от ветви 5., выполненной с наконечником ь виде усеченной призмы, меньшее основание которой является торцом ветви 5.

5 Высокочастотные сигналы с генератора зондирующих импульсов (на чертеже не показан) поступают на восьмерксобразную высокочастотную катушку 3, половинки которой электрически соединены последова0 тельно или параллельно так, чтобы токи на рабочем участке А протекали в одном направлении (синфазно). Т.о. ток генератора в катушке протекает в одном направлении, а магнитные поля в ее составных частях на5 правлены встречно. С генератора импульсов (на чертеже не показан) на обмотку 1 электромагнита поступает импульс электрического тока, который в мзгнитопроводе 2 возбуждает магнитное поле. 8 торце ветви

0 5 происходит уплотнение магнитного потока, что увеличивает индукцию магнитного поля на рабочем участке 4 катушки 3. В результате изменения магнитного потока сквозь поверхности катушки 3 в ее цепях

5 (половинках) индуктируются электродвижущие силы, так, что токи направлены встречно. Выполнение катушки 3 восьмеркообразной (размеры половинок, число витков, диаметр провода одинаковы и симмет- ричны) способствует получению на ее

выходе результирующего тока, близкого к нулю, в результате чего на входе усилителя (на чертеже не показан) электрические по- мехи от работы импульсного магнитного поля практически сводятся к минимуму. Вместе с тем катушка 3 с помощью генератора зондирующих импульсов наводит на поверхности контролируемого изделия вихревые токи, которые взаимодействуют с магнитным полем. Ъ результате их взаимо- действия на поверхности изделия возбуждаются упругие линейно-поляризованные ультразвуковые колебания сдвиговой волны, которые распространяются по нормали к поверхности изделия. Возбуждение сдви- говой волны происходит только в зоне ограниченной рабочей поверхностью торца ветви 5 и рабочим участком 4 катушки 3. Аналогично во время приема ультразвуковых колебаний периодические смещения участков поверхности изделия при наличии магнитного поля индуктируют на поверхности вихревой ток, который наводит ЭДС в катушке 3. Прохождение токов в составных частях (половинках) катушки 3 происходит в фазе, в результате чего суммарный электрический сигнал поступает далее на вход уси- лителя. Те ким образом симметричная восьмзркообразная высокочастотная катушка 3(одинаковые параметры ее полови- нок при последовательном или параллели -эм их соединении), расположенная на торце концентратора ветви 5 симметрично продольной оси магнитопроводэ 2 П- образной формы обеспечивает возбуждение и прием сдвиговых волн Б контролируемом изделии, компенсацию токов от импульса магнитного поля, независимость компенсации от зазора, т.е. от расстояния между поверхностями катушки и изделия. Использование предложенного электромагнитно-акустического преобразователя позволило повысить чувствительность при контроле.

Формула изобретения Электромагнитно-акус(ический преобразователь для неразрушающего контроля. содержащий электромагнит с магнитопро- водом и плоскую восьмеркообразную высокочастотную катушку с параллельными рабочими участками витков, из которых участки витков, образующие перемычку катушки, расположены на торце одной из ветвей магнитопровода, а параллельные им участки витков расположены симметрично с двух сторон от этой ветви, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, магнитопровод выполнен П-образным, высокочастотная катушка установлена симметрично относительно его продольной оси, а ветвь магнитопровода, нэ торце которой расположены участки витков, обрззуюи ле перемычку катушки, выполнена с наконечником в виде усеченной призмы, меньшее основание которой является торцом ветви.

Изобретение относится к неразрушающему ультразвуковому контролю и может быть использовано при дефектоскопии и контроле анизотропии ферромагнитных материалов. Цель изобретения - повышение чувствительности достигается благодаря тому, что в электромагнитно-акустическом преобразователе для нераэрушающего контроля, содержащем электромагнит с магнитопроводом 2, простую восьмеркооб- разную высокочастотную катушку 3 с параллельными рабочими участками витков, из которых участки витков, образующие перемычку катушки, расположены на торце одной из ветвей магнитопровода, магнитопровод выполнен П-образным, высокочастотная катушка установлена симметрично относительно его продольной оси, а упомянутая ветвь магнитопровода выполнена с наконечником в виде усеченной призмы. 2 ил. (Л С

6 4

i

{-

В

ч

L..

.l