Электромагнитно-акустический преобразователь для токопроводящих материалов

Электромагнитно-акустический преобразователь для токопроводящих материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к средствам контрольно-измерительной техники и может быть использовано для контроля физико-механических свойств токопроводящих материалов и дефектоскопии изделий. Цель изобретения - повышение чувствительности за счет сокращения зазора между изделием и полюсом магнита. Преобразователь содержит намагничивающее устройство, разноименные полюса которого расположены соосно по разные стороны контролируемого объекта, и катушку индуктивности в виде рамки седлообразной формы, имеющей плоско-параллельные стороны и охватывающей контролируемый объект таким образом, что ее взаимно-параллельные стороны находятся у разноименных полюсов источника магнитного поля. 3 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ ЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1!) ц5 С 01 К 29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) Н A BTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4734561/28 (22) 04.09.89 (46) 07.09.92. Бюл. 1 33 (71) физико-технический институт со специальным конструкторским бюро и опытным производством Уральского отделения AH СССР (72) Н.A.Глухов, ф.ф.фаткуллин и С.Г.Прохоров (56) 1. Авторское свидетельство СССР

1320736, кл, G 01 N 29/04, 1987.

2. Авторское свидетельство СССР

У 484457, кл. с 01 И 27/90, 1975. (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНО-АКУСТИЧЕСКИЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ ТОКОПРОВОДЯЦ ИХ

МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к средствам контрольно-измерительной техники

Изобретение относится к исследованию материалов и может быть исполь, зовано для контроля Физико-механических свойств токопроводящих материалов, а также дефектоскопии изделий.

Известна конструкция электромагнитно-акустического преобразователя для контроля немагнитных материалов (1), в котором магнитопроводящая пластина - источник магнитного поля состоит из двух частей, шарнирно соединенных по линии параллельной линии стыковки магнитов. Катушка индуктив" ности выполнена гибкой. Данный преоб.разователь используют для контроля изделий с цилиндрической поверхностью при помощи сдвиговых колебаний

° no диаметру изделия. и может быть использовано для контроля физико-механических свойств токопроводяцих материалов и дефектоскопии изделий. Цель изобретения повышение чувствительности эа счет сокращения зазора между изделием и полюсом магнита. Преобразователь содержит намагничивающее устройство, разноименные полюса которого расположены соосно по разные стороны контролируемого объекта, и катушку индуктивности в виде рамки седлообразной формы, имеюцей плоско-параллельные стороны и охватываюцей контролируемый объект таким образом, что ее взаимно-параллельные стороны находятся у разноименных полюсов источника магнитного поля. 3 ил.

Однако одновременно со сдвиговыми колебаниями в иэделии возбуждаются и крутильные колебания, распространяющиеся по длине. Наличие двух видов колебаний приводит к неоднозначности подсчета и снижает достоверность измерения.

Известна конструкция злектромагнитно-акустического преобразователя для контроля цилиндрических изделий (21, содержащая источник постоянного магнитного поля В виде двух оппозитно расположенных относительно рабочей зоны магнитов, под ними размещена катушка индуктивности с несколькими намотанными встречно секциями, расположенными перпендикулярно продольной оси симметрии устройства.! 760442

Недостатком известного технического решения является наличие нескольких секций индуктивной катушки, намотка каждой из которых выполнена тороидальной, что приводит к установлению большого зазора между полюсами намагничивающего устройства и контролируемым изделием и к "экранированию" ветвей катушки и, следовательно, сни- !О жает чувствительность преобразователя.

Целью изобретения является повышение чувствительности.

Поставленная цель достигается тем, 1 что электромагнитно-акустический преобразователь, содержащий намагничиваюцее устройство, создающее магнитное поле, и катушку индуктивности из двух рабочих элементов с противопо- О ложным направлением тока в проводниках, размещаемых между изделием и намагничивающим устройством у его противоположных полюсов, имеет катушку индуктивности, выполненную седлооб- 2g разной формы, проводники рабочих элементов, ориентируемых параллельно оси изделия, соединены проводниками, изогнутыми в плоскости, перпендику" лярной проводникам рабочих элементов. ЭО

На фиг. показан обций вид преобразователя, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1, на фиг, 3 - вид .сверху преобразователя без намагничивающего устройства.

Электромагнитно-акустический преобразователь содержит источник постоянного магнитного поля 1 и 2, полюса которого расположены соосно друг против .друга, катушку индуктивности (возбуждения) 3 в виде рамки, подключаемой к генератору радиоимпульсов (не показан). Катушка охватывает контролируемый объект 4 и расположена по нормали к магнитным силовым линиям источника магнитного поля, Приемная катушка 5 выполнена аналогично катушке возбуждения 3 и идентична ей. Выводы катушки 5 подключены к измерительной аппаратуре, например к осциллографу. Рабочими являются проводники полуэлементов катушки индуктивности, а 6 - "концы" проводников, огибающих контролируемое изделие 4.

Преобразователь работает следующим образом.

В катушке индуктивности 3 воэбуж- t, дается ток от генератора радиоимпульсов, частоту генератора настраивают в резонанс в зависимости от длины обс разца f = — — где f — частота ра21 диоимпульсов, с - скорость распространения колебаний, 1 - длина исследуемого объекта. Под действием тока катушки возбуждения 3 в исследуемом образце наводятся вихревые токи, повторяющие форму катушки. Поскольку направление тока в плоско-параллельных сторонах катушки противоположны, вихревые токи от каждой стороны катушки также противоположно направлены. Вихревые токи, взаимодействуя с магнитным полем в соответствии с законом Лоренца, смещаются. Противоположно направленные силы, действуя по касательной к поверхности исследуемого объекта, будут вызывать де,формации сдвига элементов поверхности (на фиг. 2 они изображены стрелками и обозначены буквами F< и F<).

Такая пара сил превращает сдвиговые деформации в крутильные, а сдвиг на оси исследуемого объекта будет равен нулю, так как силы Г, и F равны и противоположно направлены. Крутильные деформации, взаимодействуя с магнитным полем, возбуждают вихревые (наведенные) токи, которые регистрируются приемной катушкой 5, включенной в цепь с контрольно-измерительной аппаратурой, например осциллографом.

Исходя из соотношения С.

t

<. р где С - скорость распространения крутильных колебаний, p " плотность материала, можно вычислить модуль сдвига <ц, необходимый для определения физико-механических свойств ма" териалов.

Формула изобретения

Электромагнитно-акустический преобразователь для токопроводящих материалов, содержащий намагничиван6цее устройство, создающее радиальное магнитное поле, и катушку индуктивности из двух рабочих элементов с противоположным направлением тока в провод" никах, размещаемых между иэделием и намагничивающим устройством у его противоположных полюсов, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения чувствительности, катушка индуктивности выполнена седлообразной формы, проводники рабочих элементов, ориентируемых параллельно оси

1760442

Составитель О.Васильева

Техред М. Мс ргентал Корректор О. Кравцова

Редактор М.Суханова

Заказ 1207 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4!5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина, 101, I

5 изделия, соединены проводниками, изогнутыми в плоскости, перпендикулярной проводникам рабочих элемен .тов,