Электромагнитно-акустический способ контроля проводящих изделий Советский патент 1982 года по МПК G01N29/04 

Способ относится к контрольноизмерительной технике и может быть использован для бесконтактной ультразвуковой дефектоскопии проводящих изделий цилиндрической формы (труб прутков).

Известен электромагнитно-акустический способ контроля изделий, заключающийся в том, что изделие помещают между полюсами электромагнита, а между поверхностью изделия к синим из по.гаосов располагают высокочастотный индуктор в виде плоской катуижи индуктивности, с помощью которого производят возбуждение и прием ультразвука. Этот способ позволяет возбуждать и принимать сдвиговые упругие колебания 1.

Недостатком данного способа является то, что, во-первых, диаграмма направленности имеет провал по оси преобразователя, а во-вторых, из-за наличия воздушных промежутков между полюсами магнита и поверхностью объекта контроля не удается получать достаточно большие значения индукции поля.

Неблагоприятный вид диаграммы направленности резко снижает Д1х:товерность контроля из-за возможности

пропуска дефектов, бказавшихся в центре зоны прозвучйвания, а также из-за затрудненности правильной интерпретации результатов контроля. Пониженная величина магнитного поля уменьшает уровень сигнала.

Наиболее близким к предлагаемому по своей технической сущности является электромагнитно-акустический

10 способ контроля проводящих изделий, заключающийся в том,что в изделю возбуждают упругие колебания путем взаимодействия на контролируемом участке тангенциального подмагничи15вающего поля и высокочастотного поля катушки индуктивности, установленной над поверхностью изделия, и используют в каче.стве информативного сигнал катушки индуктивности.

20 Тангенциальное подмагничивающее поле создают приставным магнитом. При этом способе возбуждаются не сдвиговые, а продольные волны, благодаря чему диаграмма направленности

25 выравнивается 2.

Недостатком известного способа является низкая достоверность и чувствительность, особенно при контроле цилиндрических изделий. Этот 30 недостаток обусловлен тем, что. несмотря на выровненность диаграммы, распределение акустических сме щений в ближней зоне,- которая опре деляет выявление подповерхностных дефектов, весьма неоднократно. Кро ме того, в известном способе не уд ется создать тангенциальное поле значительной величины на поверхности изделия, поскольку магнитны силовые линии распределяются по вс му сечению изделия, преимущественн в глубине его. Это приводит к резкому ослаблению эффектов электромагнитно-акустического преобразова ния , происходящих в поверхностном слое и, как следствие, к значитель ному падению чувствительности. Осо бенно эти недостатки усугубляются на изделиях с криволинейной поверхностью, например цилиндрически Цель изобретения - повышение чу вительности и достоверности при контроле протяженных изделий. Указанная цель достигается за счет того, что в злектромагнитноакустическом способе контроля hpoB ДЯ1ДИХ изделий, заключающемся в том что в изделии возбуждают упругие колебания путем взаимодействия на контролируемом участке тангенциаль ного подмагничивающего поля и высо кочастотного поля катушки индуктивности, установленной над поверхностью изделия, и используют в качестве информативного сигнал катушки- индуктивности, тангенциальное подмагничивающее поле создают пропусканием по контролируемому участку постоянного или переменного электрического тока, расстояние между точками подведения тока, выбирают из соотношения fi(2 - 3)D, используют катушку индуктивности прямоугольной формы и обращают ее к по верхности изделия одной из граней, где D - наружный диаметр изделия. На чертеже показано устройство, реализующее способ. Устройство состоит из источника 1 тока, электродов 2, при помощи которых ток от и точника 1 подводится к контролируемому изделию 3, прямоугольной катушки 4 индуктивности,, электронного блока 5, ко входу которого подключена катушка 4 индуктивности. Линии тока, текущи по изделию, обозначены позицией 6. Способ осуществляется следующим образом. От источника 1 через электроды 2 к изделию 3 подводится постоянный или переменный электрический ток. Этот ток, протекая вдоль изделия 3 создает в нем магнитное поле. Силовые линии этого поля направлены пер пендикулярно к линиям 6 тока и в середине между электродами 2 образуют концентрические окружности. соосные с изделием 3. При этом максимальное значение магнитного поля оказывается на поверхности изделия 3, что наиболее благоприятно для электромагнит но-акустического преобразования , поскольку высокочастотное поле катушки 4 индуктивности сосредоточено на небольшой глубине вблизи поверхности (в скинслое). Максимальность подмагничивающего поля на поверхности непосредственно следует из закона полного тока. Для создания высокочастотного тока в катушке 4 индуктивности служит генератор, содержащийся в электронном блоке 5. В этом же блоке имеется усилитель принятых сигналов. Выбор расстояния 6 между электродами согласно соотношению Рь (2 - 3)0 позволяет дополнительно повысить величину поля пол катушкой 4 индуктивности. Причина этого состоит в том, что вблизи электродов линии б тока распределены по сечению изделия 3 Неравномерно и только на расстоянии от электродов порядка. (1 - 1,5)D распределяются достаточно равномерно. При этом представляется возможность, располагая катушку 4 индуктивности в любом месте по окружности изделия 3, прозвучивать все его участки данного сечения. Поск,ольку магнитное поле на поверхности под катушкой 4 имеет одно направление, то противоположные грани катушки 4 создают упругие смещения противоположных направлений (вследствие противоположных направлений тока в противоположных гранях катушки 4, имеющей прямоугольную форму). Такие смещения гасят .qpyr друга, и чтобы этого не произошло, в«способе предусматривается связь катушки с изделием по высокочастотному полю только одной гранью. Высокочастотные токи, наводим;ле другой гранью катушки 4, не связанные с изделием, имеют малую плотность и не создают заметных упругих колебаний. Способ позволяет возбудить в-изделии упругую волну, макси1 1ум излучения которой направлен по нормали к поверхности изделия, что обеспечивает повышение достоверности и надежности контроля. Формула изобретения Эле ктромагнитно-акустический способ контроля проводящих-изделяй, заключающийся в тОм, что в изделии возбуждают упругие колебания путем взаимодействия на контролируемом участке тангенциа,пьного подмагничивающего поля и высокочастотного лоля катушки индуктивности, установленной над поверхностью изделия, и непользуют.в качестве информативного сигнал катушки индуктивности, о тличающийся тем, что, с целью повыиения чувствительности и достоверности при контроле протяженных изделий, тангенциальное подмаг ни чин анзц ее поле создают пропусканием по контролируемому участку постоянного или переменного электрического тока, расстояние Е между точками подведения тока выбирают из соотношения 6 (2 - 3)1, используют катушку индуктивности прямоугольной формы и обращают ее к поверхности изделия одной из граней, где 3) - наружный диаметр изделия.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Дефектоскопия. 1970, № 3, с. 3-10.

2. Приборы и средства неразрушающего контроля материалов и издеЛИЙ. Справочник. Под ред. Клюева В.В. т. 2, М., Машиностроение, 1976, с. 197-199 (прототип).