Устройство для бесконтактного возбуждения ультразвуковых волн

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной ультразвуковой технике и может найти применение в дефектоскопии для бесконтактного возбуткдения сдвиговых нормальных волн. Целью изобретения является повышение достоверности контроля тонколистовых материалов путем создания односторонне направленного излучения сдвиговьрс нормальных волн. Цель дос

Ф

СОВХОЗ С09ЕТСИИХ

А. — РЕСГ1УБЛИН (50 4 С; 01 1 1 29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2 1) 4 165573/25-28 (22) 19. 12 ° 86 (46) 23.05.88 ° Бюл. 11 19 (71} Ленинградский электротехнический институт им. В.И. Ульянова (Ленина} (72) H.H. Егоров, Л.А. Никифоров, К.Э. Тоом и A.Â. Харитонов (53) 620 ° 179.14(088.8) (56) Патент ClilA Р 4232557, кл. Г О1 N 2299//0044, 1980.

Авторское свидетельство СССР

Р 1022052, кл. С 01 H 29/04, 1981.

„„ЯО„„ИЯЫ A 1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОГО

ВОЗ БУЖДЕШИ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ВОЛН (») Изобретение относится к контрольно-измерительной ультраэвуконой технике и может найти применение в дефектоскопии для бесконтактного возбуждения сдвиговых нормальных волн, Целью изобретения является повышение достоверности контроля тонколистовых материалов путем создания односторонне направленного излучения сдвиговых нормальных волн. Цель дос1397826 (2) тигается за счет использования двух систем из магнитов 1 и, составленных из постоянных разнополярно состыкованных магнитов 3 с чередующимся направлением намагниченности, и обмоток 4 и 5. Обмотка 4 подключена не— посредственно к генератору 8. ОбмотИзобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано в дефектоскопии для бесконтактного возбуждения ультразвуковых сдвиговых нормальных волн при контроле качества металлических тонколистовых материалов.

Цель изобретения — повышение достоверности контроля при использовании сдвиговых нормальных волн за счет получения односторонней диаграммы направленности излучения.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства для бесконтактного возбуж15 дения ультразвуковых волн; на фиг.2диаграмма направленности излучения устройства.

Устройство состоит иэ периодической системы четных и нечетных магнитов 1 и 2 соответственно, выполненной .. 20 из попарно состыкованных разнополярных постоянных магнитов 3 с чередующимся направлением намагниченности, первой и второй частей 4 и 5 обмотки

25 возбуждения намотанных соответственно на четную и нечетную пару магнитов

1 и 2 и выполненных каждая в виде последовательно соединенных пар встречно включенных катушек 6 и 7 индуктивности, генератора 8, подключенного к части 4 обмотки, и фазосдвигающего блока 9, включенного между генератором 8 и частью 5 обмотки. Причем концы частей 4 и 5 объединены и заземлены.

Устройство работает следующим об- 35 разом.

Часть 4 обмотки магнитов 1 и 2, подключенная к генератору 8, создает вихревые токи в материале контролируемого образца 10. В результате их взаи«40 модейстния с магнитным полем четных постоянных магнитов 1 возникает упрука 5 подключена к генератору через фаэосдвигающее устройство 9, обеспечивающее сдвиг фазы на Т/2. Устройство реализует односторонне направленное излучение сдвиговых нормальных волн и позволяет однозначно определять направление на дефект. 2 ил ° гая стоячая волна, являющаяся супер— позицией двух бегущих волн, распространяющихся во взаимно противоположных направлениях параллельно оси Х.

Аналитическое представление возбужденного упругого поля напряжений

Б как решение волнового уравнения имеет вид где А — амплитуда волны;

Т = -- — период колебаний °

Я

У

% — длина волны;

Я вЂ” частота.

Часть 5 обмотки магнитов 2 подключена к генератору 8 через фаэосдвигающий блок 9, задающий сдвиг фазы на Т /2.

Кроме того, магниты 2 имеют пространственный сдвиг относительно магнитов

1 на 9/4. Таким образом, магниты

2 с частью 5 обмотки создают стоячую волну напряжений, которую можно представить суммой двух волн, бегущих во взаимно противоположных направлениях вдоль оси Х и имеющих временной сдвиг на четверть периода колебаний и пространственный сдвиг на четверть длины волны относительно волн, возбужденных магнитами 1 с частью 4 обмотки (т () д (4)

i((+ — ) — (к+ — ) Полное поле, создаваемое устройством и образце, определяется суммой (1) и (2) 1397826 (3) лены, -10

) т +4 Ф ф ХФ ) + — Ф

После преобразований имеем (- — 9 )

U =2A1

Выражение (3) представляет собой 1р единственную бегущую волну амплитудой 2А, распространяющуюся в положительном направлении оси Х. Это означает, что устройство реализует одно" стороннее направленное излучение 15 сдвиговой нормальной волны, диаграмма направленности излучения которого приведена на фиг.2. Для изменения направления излучения достаточно переключить фазосдвигающее устройство 2р из цепи питания части 4 обмотки в цепь питания части 5 обмотки.

Таким образом, предложенное устройство обеспечивает однонаправленное излучение, прием которого четко опре- 25 деляет направление залегания дефекта в образце, чем повышается надежность контроля по сравнению с двухнаправленными излучателями.

80 УО

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Устройство для бесконтактного воз буждения ультразвуковых волн, содержащее генератор, периодическую магнитную систему, выполненную из попарно состыкованных раэнополярных постоя><ных магнитов с чередующимся направлением намагниченности у четных и нечетных пар и обмотку возбуждения, намотанную на магнитные пары и подключенную к генератору, о т л и ч а ю—

m, е е с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля эа счет получения односторонней диаграммы направленности излучения, оно снабжено фазосдвигающим блоком, подключенным к генератору, обмотка возбуждения состоит из первой и второй частей, намотанных соответственно на нечетные и четные пары магнитов и выполненных каждая в виде последовательно соединенных пар встречно включенных катушек индуктивности, первая часть обмотки подключена к фаэосдвигающему блоку, вторая — к генератору, а их вторые концы объединены и зазем1397826

Составитель В. филинов

Техред А. Кравчук Корректор В ° Вутяга

Редактор В. Данко

Заказ 2600/43

Тираж 847

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4