Способ бесконтактного возбуждения ультразвуковых колебаний в изделиях из магнитных материалов Советский патент 1982 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при контроле изделий бесконтактным ультразвуковым методом. Известен способ возбуждения ультразвука., заключающийся в том, что в проводящем изделии возбуждают вихревые токи и помещают изделие в постоянное магнитное поле. Этот способ, позволяет осуществлять возбуждение, не требующее акустического контакта г контролируемым изделием ij. Недостатком известного способа яв ляется низкая эффективность из-за слабой электромеханической связи пре образователя с изделием. Наиболее близким к изобретению яв ляется способ бесконтактного возбуждения ультразвуковых колебаний в изделиях из магнитных материалов, закл чающийся в том, что над поверхностью изделия располагают пластину из нитострикционного материала, помещают их в постоянное магнитное поле и возбуждают в пластине радиоимпульсы упругих колебаний 2 . Данный способ обладает более высокой эффективностью. Недостатком данного способа является невысокая эффективность возбуждения, происходящая из-за неоптимальной связи электромагнитного поля, заключенного между пластиной и изделием, с ультразвуковой волной в изделии. Цель изобретения - повышение интенсивности возбуждаемых в изделии ультразвуковых колебаний. Эта цель достигается тем, что толщину пластины и частоту заполнения радиоимпульса выбирают из условия совпадения фазовых скоростей ультразвука в пластине и изделии. Дополнительное повышение интенсивности возбуждаемых колебаний достигается тем, что между пластиной и изде39лием помещают слой из магнитодиэлект рика, толщину которого выбирают из условия совпадения фазовой скорости в слое и изделии. Сущность способа заключается в следующем. Напряжение радиоимпульса от генератора воздействует на пьезопреобразователь, в котором возникают ультразвуковые колебания. Эти колебания, имещие форму радиоимпульсов, передаются в магнитострикционную пластину, возбуждая в ней распространяющийся радиоимпульс упругой волны. За счет магнитострикционного эффекта одновременно упругим импульсом вдоль пластины распространяется импульс элект-. ромагнитного поля. Наличие постоянноfo подмагничивания обеспечивает магий тоупругую связь между пластиной и изделием, поэтому возникший электромагнитный импульс, возбудит в изделии импульс ультразвуковых колебаний, который распространяется по изделию. Благодаря тому, что толщина пластины, и частота заполнения радиоимпульса выбрана такими, что фазовые скорости в пластине и изделии совпадают, взаимодействие электромагнитного и упругого импульса в изделии происходит на всем пути их совместного распространения. Вследствие этого происходит передача энергии в изделие в наибольшей степени, чем обеспечивается макси мальное повышение интенсивности возбуждаемых в изделии ультразвуковых колебаний. Выбор требуемого значения толщины пластины и частоты всегда возможен, поскольку фазовая скорость в пластине определяется произведением ее толщины на частоту в соответствии с известными зависимостями, выражаемыми дисперсионными кривыми. 1 Наличие магнитодиэлектрического слоя, у которого скорость волны совпадает со скоростью в изделии, увеличивает переменное магнитное поле в изделии, усиливая магнитоупругую свзяь между ним и пластиной. Зто способствует дополнительному повышению интенсивности ультразвуковых колебаний в изделии. Формула изобретения 1. Способ бесконтактного возбужде ультразвуковых колебаний в изделиях из магнитных материалов, заключающийся в ТОМ} что над поверхностью изделия располагают пластину из магнитострикционного материала, поме постоянное магнитное поле И возбуждают в пластине радиоимпульсы упругих колебаний, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения интенсивности возбуждаемых в изделии ультразвуковых колебаний, толщину пластины и частоту заполнения радиоимпульса выбирают из условия совпадения фазовых скоростей ультразвука в пластине и изделии. 2. Способ по п. 1, о т л и м а Ющ и и с я тем, что между пластиной и изделием помещают слой из магнитодизлектрика, толщина которого выбирается из условия совпадения фазовой скорости волны в слое и изделии. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе I 1, Шкарлепс Ю.М. Бесконтактные методы ультразвукового контроля. М. Машиностроение, 197. с. 12. 2. Авторское свидетельство СССР по заявке tf 2i 90687/25-28, кл. Г. 01 N 29/0, 1977.