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

Изобретение относится к исследованию материалов и может быть использовано для контроля физико-механических свойств токопроводящих материалов, а также дефектоскопии изделий.

Известна конструкция электромагнитно-акустического преобразователя для контроля немагнитных материалов 1, в котором магнитопроводящая пластина - источник магнитного поля - состоит из двух частей, шарнирно соединенных по линии параллельной линии стыковки магнитов. Катушка индуктивности выполнена гибкой. Данный преобразователь используют для контроля изделий с цилиндрической поверхностью при помощи сдвиговых колебаний по диаметру изделия.

Однако одновременно со сдвиговыми колебаниями в изделии возбуждаются и крутильные колебания, распространяющиеся по длине. Наличие двух видов колебаний приводит к неоднозначности подсчета и снижает достоверность измерения.

Известна конструкция электромагнитно-акустического преобразователя для контроля цилиндрических изделий 2, содержащая источник постоянного магнитного поля в виде двух оппозит- но расположенных относительно рабочей зоны магнитов, подними размещена катушка индуктивности с несколькими намотанными встречно секциями, расположенными перпендикулярно продольной оси симметрии устройства.

4 О

Jb Ю

Недостатком известного технического решения является наличие нескольких секций индуктивной катушки, намотка каждой из которых выполнена тороидальной, что приводит к установлению большого зазора между полюсами намагничивающего устройства и контролируемым изделием и к экранированию ветвей катушки и, следовательно, снижает чувствительность преобразователя.

Целью изобретения является повышение чувствительности.

Поставленная цель достигается тем, что электромагнитно-акустический преобразователь, содержащий намагничивающее устройство, создающее магнитное поле, и катушку индуктивности из двух рабочих элементов с противоположным направлением тока в проводниках, размещаемых между изделием и намагничивающим устройством у его противоположных полюсов, имеет катушку индуктивности, выполненную седлообразной формы, проводники рабочих элементов, ориентируемых параллельно оси изделия, соединены проводниками, изогнутыми в плоскости, перпендикулярной проводникам рабочих элементов.

На фиг. 1 показан общий вид преобразователя; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид сверху преобразователя без намагничивающего устройства.

Электромагнитно-акустический преобразователь содержит источник постоянного магнитного поля 1 и 2, полюса которого расположены соосно друг против друга, катушку индуктивности (возбуждения) 3 в виде рамки, подключаемой к генератору радиоимпульсов (не показан). Катушка охватывает контролируемый объект k и расположена по нормали к магнитным силовым линиям источника магнитного поля. Приемная катушка 5 выполнена аналогично катушке возбуждения 3 и идентична ей. Выводы катушки 5 подключены к измерительной аппаратуре, например к осциллографу. Рабочими являются проводники полуэлементов катушки индуктивности, а 6 - концы проводников, огибающих контролируемое изделие t.

Преобразователь работает следующим образом.

В катушке индуктивности 3 возбуж- . дается ток от генератора радиоимпуль

5

0

5

0

5

0

5

0

5

сов, частоту генератора настраивают в резонанс в зависимости от длины обQ

разца f Т) гДе f частота радиоимпульсов, с - скорость распространения колебаний, 1 - длина исследуемого объекта. Под действием тока катушки возбуждения 3 в исследуемом образце наводятся вихревые токи, повторяющие форму катушки. Поскольку направление тока в плоско-параллельных сторонах катушки противоположны, вихревые токи от каждой стороны катугжи также противоположно направлены. Вихревые токи, взаимодействуя с магнитным полем в соответствии с законом Лоренца, смещаются. Противоположно направленные силы, действуя по касательной к поверхности исследуемого объекта, будут вызывать деформации сдвига элементов поверхности (на фиг. 2 они изображены стрелками и обозначены буквами Ff и F2). Такая пара сил превращает сдвиговые деформации в крутильные, а сдвиг на оси исследуемого объекта будет равен нулю, так как силы F и Fg равны и противоположно направлены. Крутильные деформации, взаимодействуя с магнитным полем, возбуждают вихоевые (наведенные) токи, которые регистрируются приемной катушкой 5 включенной в цепь с контрольно-измерительной аппаратурой, например осциллографом.

I А Исходя из соотношения т| д

где GЈ - скорость распространения крутильных колебаний, р - плотность материала, можно вычислить модуль сдвига (ц , необходимый для определения физико-механических свойств MaJ териалов.

Формула изобретения Электромагнитно-акустический преобразователь для токопроводящих материалов, содержащий намагничивающее устройство, создающее радиальное магнитное поле, и катушку индуктивности из двух рабочих элементов с противоположным направлением тока в проводниках, размещаемых между изделием и намагничивающим устройством у его противоположных полюсов, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, катушка индуктивности выполнена седлообразной формы, проводники рабочих элементов, ориентируемых параллельно оси

51760ОД26

изделия, соелинены проводниками, лярной проводникам рабочих элемен- изогнутыми 6 плоскости, перпендику- 1тов.

А

. ,р- -лt

N

Изобретение относится к средствам контрольно-измерительной техники и может быть использовано для контроля физико-механических свойств токопроводящих материалов и дефектоскопии изделий. Цель изобретения - повышение чувствительности за счет сокращения зазора между изделием и полюсом магнита. Преобразователь содержит намагничивающее устройство, разноименные полюса которого расположены соосно по разные стороны контролируемого объекта, и катушку индуктивности в виде рамки седлообразной формы, имеющей плоско-параллельные стороны и охватывающей контролируемый объект таким образом, что ее взаимно-параллельные стороны находятся у разноименных полюсов источника магнитного поля. 3 ил. (Л С

ъ

9иг.{

Риг1