Электромагнитно-акустический способ контроля ферромагнитных изделий Советский патент 1978 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к области неразрушающего контроля изде} ий и может быть использовано для контроля ферромагнитных листов, лент, труб.

Известен электромагнитно-акустический способ контро;1я с помощью ввода ультразвуковых волн в изделие, согласно которому в изделие вводят высокочастотное и низкочастотное магнитные поля, а по параметрам принятого сигнала судят о качестве изделия 1).

Недостатком известного способа является невозможность одновременного формирования продольной и поперечной ультразвуковых волн.

Известен электромагнитно-акустический способ контроля ферромагнитных изделий путем возбуждения ультразвуковых нормальных волн в ферромагнитном изделии, например, в листах, заключающийся в том, что в изделие вводят высокочастотное магнитное поле рамки преобразователя, выполненной в форме прямоугольника, и низкочастотное магнитное поле, а по параметрам принятого ситнала судят о

качестве изделия 2.

Недостатком данного способа также является низкая достоверность контроля, в виде-невозможности одновременного формирования продольной и поперечной ультразвуковых волн.

Второй способ по технической сущности является наиболее близким к описываемому изоб-. ретению и принят за прототип.

Предложенный способ отличается тем, что, с целью повышения точности контроля, вектор напряженности низкочастотного магнитного поля ориентируют по отношению к удлиненным сторонам рамки под углом, величину которого выбирают из условия получения равных амплитуд импульсов поперечной и продольной нормальных волн на заданной базе контроля, а щаг t рамки выбирают из условия:

где Cipi, С - фазовые скорости соответственно поперечной и продольной нормальных 8олн,|, 2 - соответственно нижняя и верхняя граничные частоты спектра возбуждаемых высокочастотных колебаний, а минимальную базу L контроля выбирают из условия:

Jt с гр.тах С гр

L С- --7:ст.к С, If .

где t - длительность принятого высокочастотного импульса, СгртггоА, С гр miri- ГруППОВЫе

скорости соответственно поперечной и продоль25 ной нормальных волн.

На фиг. 1 изображена высокочастотная рамка 1 с расстоянием между удлиненнымн сторонами рамкн, равным t/2, разметенная на контролируемом изделии 2. Стрелками изображено направление вектора напряженности магнитного ноля Н. У|ОЛ « между удлн1 енными сторонами рамки и вектором напряженности магнитного иоля выбирается из условия равенства амилитуд имнульсов поперечной и продольной нормальных волн. Смешения 3 в продольной волне изображены в плоскости ZOX а смешения 4 в поперечной волне - в плоскости YOX.

На фиг. 2 представлена временная диаграмма, на которой изображены зондирующий импульс 5 и отраженные 6, 7. Причем импульс 6 соответствует большей групповой скорости распространения волнь, а импульс 7 - .1еньн 1ей.

Расстояние между импульсами 5 и 6 соответствует времени про.чождения волны с большей групповой скоростью, а расстояние .между имнульсами 5, 7 соответствует времени ; прохождения волны с меньшей груиновой скоростью, г - расстояние .между импульсами 6, 7 соответствует длительности импульса.

На рамку с выбранным шагом нодается высокочастотный импульс со спектром частот, в котором содержатся частоты fi, 2. Разворотом поля с вектором напряженности Н относительно удлиненных сторон рамки добиваются равенства по амплитуде сигналов продольных и поперечных волн 6, 7, минимальная база контроля выбирается изменением расстояния L от отражателя таким образом, чтобы расстояние между импульса.ми 6, 7 было не .меньше т - длительности каждого импульса.

В зависимости от задачи контроля изделия соотношение а.мплитуд импульсов поперечной и продольной волны может изменяться нуте.м изменения угла .между удлиненными сторона.ми рамки и вектором напряженности внешнего магнитного поля.

Способ обеспечивает бесконтактный прием ультразвуковых колебаний, при этом процессы преобразования происходят в обратном порядке.

Использование в предложенном способе двух типов волн - продо.тьных и понеречных - дает возможность принимать одновременно сиг налы, отраженные от разных типов дефектов, приче.м дефекты типа расслоений надежнее выявляются продольными нор.мальными волнами, а дефекты типа трещин и рисок - понеречиыми нормальными волнами, в результате чего повышается точность контроля.

Формула изобретения

Электромагнитно-акустический способ контроля ферромагнитных изделий, например, листов с помоп1ью у тьтразвуковых нормальных волн, заключающийся в то.м, что в изделие вводят высокочастотное магнитное поле рамки преобразователя, выполненной в фор.ме прямоугольника, и низкочастотное .магнитное поле, а но параметрам принятого сигнала судят о качестве изделия, отличающийся тем, что, с целью повышения точЕ(ости контроля, вектор

напряженности низкочастотного магнитного ноля ориентируют по отношению к удлиненным сторонам рамки под углом, величину которого выбирают из условия получения равных амплитуд импульсов поперечной и продольной нормальных волн на заданной базе контроля, а

шаг t рамки выбирают из условия;

1

С

Т

где СФ1 - фазовая скорость поперечной нормальной волны,

С 02 - фазовая скорость продольной нормальной волны,

fi, 2 - соответственно нижняя и верхняя граничные частоты спектра возбуждае.мых высо 3Q кочастотных колебаний, а мини.мальную базу L контроля выбирают из условия:

.jt

LN1. 1 ip

/У п 7

С,.,.,.-С.

где т - длительность нринятого высокочастотного и.мпульса,

Сг;.«ал, Сг,5к,/;- групповыв скорости соответственно поперечной и продольной нормальных волн.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство СССР jV 391470, кл. G 01 N 29/04, 29.09.70.

2.Авторское свидетельство СССР „Vg 191142, кл. G 01 N 27/86, 12.10.65.

Уиг.1