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 4 и приемной 5 катушек, подключенных соответственно к генератору 1 и усилителю 2, возбуждающая катушка - многовитковое кольцо, приемная - две многовитковые рамки 9 и 10, соединенные последовательно согласно по магнитному потоку , витки пары противоположных сторон каждой рамки образуют пару вогнутых полуколец , а рамки размещены в одной плоскости так, что образуют кольцо, возбуждающая катушка расположена над кольцом приемной катушки и обе катушки закреплены под рабочим торцом магнита 6, посредством одного конденсатора обеспечивается настройка в резонанс на частоту сигнала выходной цепи генератора, другим конденсатором - 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 их наложении одной на другую. 1 ил,

СОК)3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s 6 01 И 29/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

6 (21) 4640366/28 (22) 23.01.89 (46) 07.01.91. Бюл М 1 (71) Научно-производственное объединение по автоматизации горнорудных металлургических предприятий и энергетических объектов черной металлургии"Днепрчерметавтоматика" (72) А.И.Бутенко, А.И.Иванов и К,В.Осипович (53) 620.179.14(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 905771, кл. G 01 N 29/04, 1980.

Авторское свидетельство СССР

М 794491, кл. G 01 N 29/04, 1978, (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНО-АКУСТИЧЕСКИЙ

ДЕФ ЕКТОСКОП (57) 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 4 и приемной 5

„„5lJ 1619162 А1 катушек, подключенных соответственно к генератору 1 и усилителю 2, возбуждающая катушка — многовитковое кольцо, приемная— две многовитковые рамки 9 и 10, соединенные последовательно согласно по магнитному потоку, витки пары противоположных сторон каждой рамки образуют пару вогнутых полуколец, а рамки размещены в одной плоскости так, что образуют кольцо, возбуждающая катушка расположена над кольцом приемной катушки v. обе катушки закреплены под рабочим торцом магнита 6, посредством одного конденсатора обеспечивается настройка в резонанс на частоту сигнала выходной цепи генератора, другим конденсатором — 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 их наложении одной на другую. 1 ил, 1619162

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может использоваться в неразрушающем контроле дефектов металлоизделий электромагнитно-акустическим методом. 5

L,eëüþ изобретения является повышение точности контроля за счет улучшения временной разрес ающей способности дефектсскопа, На чертеже приведена блок-"хема алек- 10 трома гнитно-акустического дефектоскопа (зазор h увеличен, в реальности h - О).

Дефектоскоп содержит генератор 1 зондирующих импульсов, усилитель 2 принимаемых сигналов, преобразователь 3, 15 включающий раздельные возбуждаю щую 4 и приемную 5 катушки с магHNToM 6, конденсаторы 7 и 8. Кат вка 4 выполнена в виде многовиткового кольца, имеет W витков и подключена к выходу генератора 1, катушка 20

5 состоит из двух м оговлтковых эквивалентных рамок 9 и 10, соединенных между собой в точке а последовательно согласно по магнитному потоку, имеет В4 витков (по

1 — W> витков в каждой рамке) и подключена к

2 входу усилителя 2. Витки одной пары ппотйвоположных сторон каждой из рамок 9 и 10 образуют пару вогнутых полуколец, подобных половине кольца возбуждающей катушки 4, а сами рамки размещены ч одной 30 плоскости так, что полукольцо рамки 9 и полукольцо рамки 10 образуют кольцо, соосное с катушкой 4 и являющееся активной частью приемной катушки 5, Возбуждающая кольцевая,<атушка 4 расположена со- 35 осно над кольцом приемной катушки 5, катушки 4 и 5 установлены под рабочим торцом магнита 6. Конденсатор 7 совместно с возбуждающей катушкой 4 образует па.раллельный колебательный контур, подклю- 40 ченный к выходу генератора 1, а конденсатор 8 совместно с приемной кату акой 5 образует также параллельный контур, подключенный к входу усилителя 2.

Емкости конденсаторов 7 и 8 выбраны таки- 45 ми, что обеспечивается настройка в резонанс нэ рабочую частоту УЗК генератора 1 и усилителя 2.

Дефектоскоп работает следующим образом, 50

Генератор 1 формирует в возбуждающей катушке 4 зондирующий сигнал — пачку синусоидальных колебаний ультразвуковой частоты, наводящий на поверхности контролируемого изделия (не показано) вихре- 55 вые токи. В поле магнита 6 вихревые токи возбуждают в изделии сдвиговые ультразвуковые волны радиальной поляризации, диаграмма направленности которых определяется формой катушки 4 и представляет собой полый конус, расходящийся вглубь изделия, Индуктивность катушки 4 возбуждения, задаваемая число л W витков, выбрана (небольшой) из условия оптимального согласования с небольшим выходным импедансом зондирующего генератора 1, благодаря чему используется максимальная мощность генератора 1, в катушке 4 возбуждается большой ток и, в конечном счете, достигается высокая эффективность возбуждения УЗК в изделии.

Отраженные (например, от противоположной стороны изделия) сдвиговые ультразвуковые волны в наложенном магнитном поле магнита 6 трансформируются в электромагнитные колебания, которые принимаются смежными полукольцами, образующими кольцо, рамок 9 и 10, нахсдящимися непосредственно под возбуждающей катушкой 4, в зоне ее диаграммы направленности. Так кэк витки в полукольцах кольца катушки 5 соединены последовательно согласно по магнитному потоку, . наводимая в них ЭДС суммируется. Благодаря выбору большого числа W> витков приемной катушки 5 (И/л > Wg) 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 приемной катушки объясняется следующим. Известно. что при непосредственном наложении двух катушек, например кольцевых, одной на другую между ними имеется взаимная индуктивная связь, достигающая 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. ПГ л рас1оложении кольцевой катушки над симметричной рамкой, витки пары противоположных стопон которой выполнены в виде вогнутых внутрь рамки полуколец, индуктивная связь между ними становится равной нулю при совмещении оси кольца катушки с осью полукольца рамки, При смещении оси полукольца рамки относительно оси кольцевой катушки, подключенной к источнику переменного сигнала, в рамке наводится ЭДС, причем характерно то, что полярность наводимой

ЭДС изменяется на противоположную при

1619162

Составитель B,Ôèëèíoâ

Техред М.Моргентал Корректор С.Шекмар

Редактор И.Горная

Заказ 43 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 изменении на противоположное направления смещения рамки (относительно положения с "нулевой" связью), В дефектоскопе выбрано такое положение рамок 9 и 10 приемной катушки 5, при котором их индуктивная связь с воэбуждаюшей катушкой 4 равна нулю, и, следовательно, при возбуждении в катушке 4 зондирующего сигнала в катушке 5 ЭДС не наводится.

Дефектоскоп обладает высокой точностью за счет высокой временной разрешающей способности. Его "мертвая" эона очень незначительна и опред.ляется точностью выбора положения рамок приемной катушки относительно возбуждающей кагушки и, 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.

Формула изобретения

Электромагнитно-акустический дефектоскоп, содержащий генератор, усилитель, конденсаторы и преобразователь, включающий магнит и расположенные под ним соответственно возбуждающую и приемную катушки индуктивности, подключен5 ные соответственно к генератору и усилителю, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, возбуждающая катушка выполнена в виде многовиткового кольца, приемная катушка

10 выполнена из двух многовитковых рамок, соединенных последовательно согласно по магнитному потоку, витки пары противоположных сторон. каждой рамки образуют пару вогнутых полуколец, подобных половине

15 кольца возбуждающей катушки, рамки размещены в одной плоскости так, что образуют кольцо, соосное с возбуждающей катушкой, один конденсатор подключен параллельно выходу генератора, другой — вхо20 ду усилителя, а емкости конденсаторов выбраны из условия настройки в резонанс на частоту сигнала выходной цепи генератора и входной цепи усилителя.