Электромагнитно-акустический дефектоскоп

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может использоваться для ультразвуковой дефектоскопии металлических материалов и изделий. Цель изобретения - повышение чувствительности дефектоскопа за счет увеличения коэффициента преобразования преобразователя. Дефектоскоп, обеспечивающий выявление поверхностных и внутренних дефектов в электропроводящих изделиях, состоит из электромагнитно-акустического преобразователя, генератора, усилителя и соединенного с ним блока обработки сигналов. Электромагнитно-акустический преобразователь содержит постоянный магнит и бифилярную обмотку из частей, выполненных проводами разного диаметра. На часть обмотки из провода большего диаметра подается возбуждающий импульс тока с генератора, вторая часть обмотки соединена последовательно согласно с возбуждающей так, что один конец ее подсоединен к выходу генератора, а другой - к усилителю. В результате такого построения дефектоскоп имеет повышенную чувствительность. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (gg g G 0l N 29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

tlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4306230/25-28 (22) 15.09.87 (46) 30,09.89. Бюл. Р 36 (71) Научно-исследовательский институт интроскопии при Томском политехническом институте им. С.М.Кирова (72) H.Â.Ñóðêîâà (53) 620.179.16(088.8) (56) Буденко Г.А. и др. Установка для автоматизированного бесконтактного ультразвукового контроля качества листового.проката. — Дефектоскопия, 1983, У 6,.с. 72.

Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий/ Под ред.

В.В.Клюева. N;: Машиностроение, 1986, т,2, с. 225-228. (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНО-АКУСТИЧЕСКИЙ ДЕФЕКТОСКОП (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю и может использоваться для ультразвуковой дефектоскопии металлических материалов и изделий.

Изобретение относится к нераэрушающему контролю и может быть использовано в ультразвуковой дефектоскопии металлических материалов и иэделий.

Цель изобретения ". повышение чувствительности дефектоскопа.за счет увеличения коэффициента преобразования преобразователя.

На фиг.1 представлена схема дефектоскопа; на фиг.2 — конструкция катушки электромагнитно-акустического пре образователя.

„„SU„„1511675 А1

Дель изобретения — повышение чувствительности дефектоскопа за счет увеличения коэффициента преобразования преобразователя, Дефектоскоп, обеспечивающий выявление поверхностных и внутренних дефектов в электропроводящих изделиях, состоит из электромагнитно-акустического преобразователя, генератора, усилителя и соединенного с ним блока обра8отки сигналов. Электромагнитно-акусгйческий преобразователь содержит постоянный магнит и бифилярную обмотку из частей, выполненных проводами разного диаметра. На часть обмотки из провода большего диаметра подается возбуждающий импульс тока с генератора, вторая часть обмотки соединена последовательно сог-. ласно с возбуждающей так, что один конец ее подсоединен к выходу генератора, а другой — к усилителю. В результате такого построения дефектоскоп имеет повышенную чувствительность. 2 нл.

Дефектоскоп содержит генератор 1, усилитель 2, соединенный с ним блок

3 обработки сигналов и электромагнит.— но-акустический преобразователь 4 с катушкой индуктивности, состоящей иэ обмотки бифилярной с частями 5 и 6, L

Часть 5 обмотки выполнена более тонким проводом, чем часть 6 обмотки,. так как не участвует в возбуждении и не должна поэтому выдерживать большие токи. Преобразователь содержит также постоянный магнит (не показан) 45

3 1511675 на рабочем торце которого размещена катушка индуктивности, Начало и конец части 6 обмотки соединены соответственно с генератором 1 и с землей, а

5 начало и конец части 5 обмотки — соответственно с усилителем 2 и выходом генератора 1.

Устройство работает следующим образом, i0

Генератор 1 формирует в части 6 обмотки катушки индуктивности электромагнитно-акустического преобразователя (ЭМА) импульс тока, индуцирующий в поверхности иэделия вихревые 15 токи. При взаимодействии их с магнитным полем постоянного магнита возникают электродинамические силы, являющиеся источником ультразвукового импульса. Отразившийся от дна или 20 дефекта ультразвуковой импульс преобразуется в ЭДС частей 5, 6 обмоток катушки индуктивности 3МА преобразователя. При приеме на усилитель 2 поступает сумма ЭДС частей 4 и 5 обмотки, т.е, число витков, участвующее в приеме ультразвука, в два раза больше, чем число витков, участвующее в его возбуждении, Увеличение ЭДС приема и, следова- 30 тельно, чувствительности дефектоскопа не влечет значительного уменьшения тока возбуждения, увеличения длительности импульса и размеров катушки. 35

Чувствительность схемы дефектоскопа с ЭМА преобразователем, имеющим бифиллярную обмотку, выше чем у традиционной схемы с однообмоточным

ЭМА преобразователем, 40

Приближенно оценить увеличение чувствительности можно по коэффициенту К двойного преобразования ЭМАП по формуле (Я

V В W

К «» ее» (1)

V р,Ь(К;К,) где V — амплитуда возбуждаемой

t в катушке ЭМАП ЭДС при приеме; 50

V — напряжение заряда конденсатора, входящего в генератор

1 зондирующих импульсов;

 — индукция постоянного магнит» ного па я приложенного к из 5 делив;

W — число витков в катушке ЭМАП

1 участвующие в прямом ЭМАпреобразовании (излучение); т. =, (1-К); (2) где I — индуктивность обмотки возбуждения ЭМАП, удаленной от металлического изделия, h

К=92

R где h — зазор между катушкой возбуждения и металлическим иэделием;

R +Rg.

R=- — - средний paqHyc а индуктивность круглой плоской катушки, удаленной от металлического изделия, пропорциональна квадрату числа ее витков:

Li = 4 Wi (3) то полученный коэффициент двойного преобразования предложенного устройства К превосходит коэффициент преобразования К традиционного ЭМАП с одной обмоткой, у которого в излучении и приеме принимает одинаковое количество витков (W =W =W )

B — И(К +К, ).

2W

О, (К;К, ) (<)y(2)

Кп

К B W W{R +R P

I (2,)(! 1

W — число ви тк он в к апушк е

ЭМАП, участвующее в обратном ЭМА-преобразовании (прием);

R — внешний радиус катушки ЭМАП;

R,— внутре ий Радиус кату и

ЭМАП;

J, — индуктивность катушки ЭМАП при излучении; акустическое сопротивление среды: — постоянная времени контура возбуждения.

Конструкция ЭМАП с плоской катушкой, выполненной в виде бифиллярной обмотки в два провода.

Количество витков кату|ш<и ЭМАП, участвующее в излучении ультразвука

W„, в два раза меньше, чем количество витков, участвующее в приеме W =W.

Если в выражении (1) коэффицчента двойного преобразования подставить

И значение W =W и W =- и принять во вни2 1 2 мание, что индуктивность обмотки возбуждения ЭМАП вблизи изделия определяется выражением

15l! 675

Формула изобретения

Составитель И.Кесоян

Редактор М.Келемеш Техред М.Моргентал Корректор В.Кабаций

Заказ 5897/48 Тираж 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 1роиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул. Гагарина, 101

Электромагнитно-акустический дефектоскоп, содержащий генератор, преобразователь, состоящий из постоянного магнита и катушки индуктивности, размещенной на рабочем торце постоянного магнита, усилитель и соединенный с ним блок 1 обработки сигнала, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения чувствительности, катушка индук» тивности выполнена в виде плоской бифилярной обмотки из проводов разного диаметра, начало и конец части:. обмотки из провода большего диаметра соединены соответственно с выходом генератора и землей, а начало и конец второй части обмотки соединены соответственно с входом усилителя и выходом генератора.