Электромагнитно-акустический дефектоскоп

Электромагнитно-акустический дефектоскоп

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к средствам бесконтактной ультразвуковой дефектоскопии металлических материалов и изделий. Целью изобретения является повышение точности контроля. Это достигается тем, что преобразователь дефектоскопа состоит из раздельных возбуждающей А и прмемнои 5 катушек, подключенных соответственно к генератору 1 и усилителю , приемная катушка - два многовитковых кольца 9 и 10, соединенных последовательно согласно по магнитному потоку, возбуждающая - многовитковая оамка, витки пары противоположных сторон которой образуют пару вогнутых полуколец, кольца приемной катушки размещены а одной плоскости, каждое своей половиной под одним из полукопец излучающей катушки, которая закреплена под рабочим торцом магнита 6, посредством конденсатора 7 обеспечивается настройка в резонанс на частоту сигнала выходной цепи генератора, другим конденсатором 8 - входной цепи усилителя Существенный признак - раздельное выполнение катушек возбуждения и приема и придание приемной катушке такой формы, при которой достигается нулевая связь взаимной индуктивности между излучающей и приемной катушками при непосредственном наложении их одной на друп/ю. 1 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 G 01 N 29/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

В (21) 4640364/28 (22) 23.01 .89 (46) 07.01.91. Бюл. М 1 (71) Научно-производственное объединение по автоматизации гарнорудных, металлургических поелпоиятий и зне0гетических объектов черной металлургии "ДнепрчерметавтоматиКЭ (72) А.И.Бутенко, О.В,Неволин, К.В,Осипович и P.В.Шершнева (53) 620.179.14(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 905771, кл. 6 01 N 29/04, 1980, Авторское свидетельство СССР

М 784491, кл. 6 01 N 28/04, 1978. (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНО-АКУСТИЧЕСКИЙ

ДЕ ФЕ КТОСКОП (57) Изобретение относится к средствам бесконтактной ультразвуковой дефектоскопии металлических материалов и иэделий.

Целью изобретения является повышение точности контроля. Это достигается тем, что преобразователь дефектоскопа состоит иэ

„„. Ю„„1619161 А1 раздельных возбуждающей 4 и приемной 5 катушек, подключенных соответственно к генератору 1 и усилителю 2, приемная катушка — два многовитковых кольца 9 и 10, соединенных г:оследовательно согласно по магнитному потоку, возбуждающая — многовитковая рамка, витки пары противоположHblx сторон которой образуют пару вогнутых поиуколец, кольца приемной катушки размещены в одной плоскости, каждое. своей половиной под одним иэ полуколец излучающей катушки, которая закреплена под рабочим торцом магнита 6, посредством конденсатора 7 обеспечивается настройка в резонанс на частоту сигнала выходной цепи генератора. другим конденсатором 8 — входной цепи усилителя. Существенный признак — раздельное выполнение катушек возбуждения и приема и придание приемной катушке такой формы, при которой достигается нулевая связь взаимной индуктивности между излучающей и приемной катушками при непосредственном наложении их одной на другую. 1 ил.

1619161

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может найти применение в неразрушающем контроле дефектов металлоизделий электромагнитно-акустическим методом.

Целью изобретения является повышение точности контроля эа счет улучшения временной разрешающей.способности дефектоскапа.

На чертеже приведена блок-схема злектромагнитно-акустического дефектоскопа (зазор h увеличен, в реальности h — О).

Дефектоскоп содержит генератор 1 зондирующих импульсов, усилитель 2 принимаемых сигналов, преобразователь 3, включающий раздельные возбуждающую 4 и приемную 5 катушки.с магнитом 6, конденсаторы 7 и 8. Катушка 4 выполнена в аиде многовитковой рамки, у которой витки пары противоположных сторон образуют пару вогнутых полуколец, имеет N4 витков и подключена к выходу генератора 1. Катушка 5 составлена из двух многавитковых эквивалентных колец 9 и 10, соединенных между собой в точке а последовательно согласно по магнитному потоку, имеет М4 витков (па — 04 витков в каждом кольце) и подключена .

2 к входу усилителя 2. Половина кольца приемной катушки 5 подобна полукольцу катушки 4. Кольца катушки 5 размещены в одной плоскости, каждое соосно одному из полуколец возбуждающей катушки 4. Половинки жалец катушки 5, находящиеся под полукольцами катушки 4, являются активной приемной частью катушки 5. Катушки 4 и 5 установлены под рабочим торцом магнита 6. Конденсатор 7 совместно с возбужда.ющей катушкой 4 образуют параллельный колебательный контур, подключенный к выходу генератора 1, а конденсатор 8 совместно с приемной катушкой 5 образуют также параллельный контур, подключенный к входу усилителя 2, Емкости конденсаторов 7 и

8 выбраны такими, что обеспечивается настройка в резонанс на рабочую частоту УЗК генератора 1 и усилителя 2.

Дефектоскоп работает следующим образом.

Генератор 1 формирует в возбуждающей катушке 4 зондирующий сигнал — пачку синусоидальных колебаний ультразвуковой частоты, наводящий на поверхности контролируемого изделия (не показано) вихревые токи, В поле магнита 6 вихревые токи возбуждают в изделии сдвиговые ультразвуковые волны радиальной поляризации, диаграмма направленности которых определяется формой катушки 4. Индуктивность катушки 4 возбуждения, задаваемая числом

Ф4 витков, выбрана (небольшой) из условия оптимального согласования с небольшим выходным импедансом зондирующего гене- ратора 1, благодаря чему используется максимальная мощность генератора 1, в катушке 4 возбуждается большой ток и, в конечном счете, достигается высокая эффективность возбуждения в изделии ультразвука.

Отраженные (например, от противопо10 ложной стороны изделия) сдвиговые ультразвуковые колебания в наложенном магнитном поле магнита 6 трансформируются в электромагнитные колебания, котоколец 9 и 10, находящимися непосредственно под возбуждающей катушкой 4 в зоне ее диаграммы направленности. Так как витки в кольцах 9 и 10 катушки 5соединены последа20 вательно согласно по магнитному потоку, наводимая в них ЭДС суммируется. Благодаря выбору большого числа М4 витков приемной катушки 5 (И > Ж ) и оптимальному ее согласованию с высоким входным импедансом усилителя 2 увеличивается эффективность принимаемых магнитоакустических токов, Выбором емкости конденсатора 7 производится настройка в резонанс на рабочую частоту возбуждающего контура, а емкостью 8 настраивается в резонанс на эту же частоту приемный контур, вследствие чего дополнительно повышается общая чувствительность дефектоскопа, достигая максимального значения.

Оригинальное выполнение возбуждающей катушки объясняется следующим. Известно, что при непосредственном наложении двух катушек, например кольцевых, одной на другую между ними имеется взаимная индуктивная связь, достигающая

40 наибольшего значения при их соосности, т.е при возбуждении переменного сигнала в одной из катушек в другой из них наводится

ЭДС, достигающая максимума при максимальной связи катушек. При расположений витков вогнутого внутрь симметричной рамки полукольца над половиной кольца приемной катушки (при совмещении их осей) связь между рамкой и кольцом катушки становится равной нулю, При смещении аси кольца катушки относительно оси полукольца рамки, подключенной к источнику переменного сигнала, в кольце — катушке наводится ЭДС, причем характерно та, что полярность наводимой ЭДС изменяется на противоположную при изменении на противоположное направления смещения кОльца (относительно положения с "нулевой" связью), В дефектоскопе выбрано такое положение колец 9 и

10 приемной катушки 5, при котором их ин15. рые принимаются смежными половинами

1619161

Формула изобретения

Составитель B.Ôèëèíîâ

Техред М.Моргентал Корректор С.Шекмар

Редактор И.Горная

Заказ 43 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раущская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 дуктивная связь с возбуждающей катушкой

4 равна нулю, и, следовательно, при возбуждении в катушке 4 зондирующего сигнала в катушке 5 ЭДС не наводится.

Дефектоскоп обладает высокой точно- 5 стью за счет высокой временной разрешающей способности, Его "мертвая" зона очень незначительна и определяется точностью выбора положения колец приемной катушки относительно возбуждающей катушки и 10 в идеальном случае может быть сведена к нулю. При этом она не зависит от эффективности дефектоскопа в целом и, в частности, от добротности приемного контура его преобразователя. 15

Злектромагнитно-акустический дефектоскоп, содержащий генератор, усилитель, 20 конденсаторы и преобразователь, включающий магнит и расположенные под ним соответственно возбуждающую и приемную катушки индуктивности, подключенные соответственно к генератору и усилителю, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности контроля, приемная катушка выполнена из двух многовитковых колец, соединенных последовательно согласно по магнитному потоку, возбуждающая — в виде многовитковой рамки, у которой витки пары противоположных сторон образуют пару вогнутых полуколец, подобных половине кольца приемной катушки, кольца приемной катушки размещены в одной плоскости, каждое соосно с одним из полуколец возбуждающей катушки, при этом один конденсатор подключен параллельно выходу генератора, другой — входу усилителя, а емкости конденсаторов выбраны из условия настройки в резонанс на частоту сигнала выходной цепи генератора и входной цепи усилителя.