Электромагнитно-акустический преобразователь

 

О П И С А Н И Е ((ц 532048

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.10.74 (21) 2064495/28 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.10.76. Бюллетень № 38

Дата опубликования описания 13.10.76 (51) М. Кл.-" G 01N 29 04

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 620.179.16 (088.8) 4 Я г. А. Привалов, И. JI. Игнатинский и С. В. Вер вавацц> - /

Всесоюзный научно-исследовательский институт по разр "" . „ неразрушающих методов и средств контроля качества материалов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНО-АКУСТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к контрольно-изме,ритель ной технике и может быть использовано в ультразвуковой,дефектоскопии.

Известен электромагнитно-акустический преобразователь, содержащий электромагнит, инду ктивную катушку с равноудаленными одна от другой и электрически соединенными секциями, каждая из которых выполнена с прямолинейными участками (1). Направления намотки выбраны из условия противофазности IO тока в участках. Однако такой преобразователь неравномерно чувствителен по диа пазсрну ,рабочих частот, так как его секции находятся на жестко фиксирова н ном расcTQHIHHH од на от другой, что делает его чувствительность ча- 15 стотно-зависимой, и при изменении параметров испытуемых материалов, например толщины листа, она ухудшается.

Известен электромагнитно - акустический преобразователь, содержащий электромагнит 2о и расположенную между его полюсами катушку с равноудален ными друг от друга секциями, причем катушка выполнена:в виде рамки с криволинейными пазами, представляющими собой части окружностей, в которых разме- 25 щены удлиненные стороны секций (2). Рамка выполнена, поворотной в .плоскости ее расположения. Такое выполнение преобразователя повышает его чувствительность и позволяет возбуждать различные типы нормальных 3Q вол и. Однако повышение чувствительности за счет некоторой фокусировки возбуждаемых волн недостаточно для выявления мелких несплошностей, а поворот, рамки приводит к появлению нескольких мод возбуждаемых нормальных I30;IIH, что в некоторых случаях усложняет применяемую аппаратуру.

Наиболее близким по технической сутщности и достигаемому результату к описываемому является электромагнитно-акустический преобразователь, содержащий намагничивающие катушки и высокоч астотную обмотку, секции которой размещены параллельно и равноудаленно одна от другой с возможIHocTbIo плавленого параллельного сближения между собой (3). Расстояния между секциями одинаковы и могут изменяться с помощью шарнирно-стержневого устройства. Изменяя расстояние между секциями, можно добиться синфазности токов в секциях для волн заданiHой длины, т. е. на зада иной частоте при данной длине волны обеспечить максимальную чувствительность и таким образом выделить определенный тип волны.

Одна ко в таком преобразователе шарни рностержневой механизм не позволяет сближать секции друг к другу настолько близко, чтобы работать в оптимальных условиях на достаточно высокой частоте, на пример 7 — 10 мГц, Максимальному сближению секций препят 532048

65 ствуют, во-первых, размеры шарниров и ширина стержней, во-вторых, неравенство их длин, зависящих от точности разметки и об.работки. Невозможность вплот|ну ю сблизить секции обмотки снижает верхнюю границу диапазона рабочих частот, а следо|вательно, и чувствительность.

С целью повышения чувсгвительности путем увеличения верхнего предела рабочих частот;предлагаемый электромагнитно-акустический:преобразователь снабжен двумя траверсами с механизмом синхронного поворота их, а секции высокочастотной обмотки натянуты между ними и расположены одна от другой

IHB расстоянии полувол ны нижней границы диапазона рабочих частот ультразвуковых колебанийй.

Кроме того, механизм синхронного,поворота траверс .выполнен в виде двух ведомых зубчатых колес, на кото рых жестко укреплены траверсы, и входящего с ними в за цепление ведущего зубчатого колеса, расположенного между ними.

На фиг. 1 показан предлагаемый преобразователь при положении высокочастотной обмотки на нижней гра нице диа|пазо на рабочих частот, общий вид; на фиг. 2 — то же,при положении высокочастотной обмотки в промежуточной части диапазона рабочих частот; на фиг. 3 — разрез по А — А на фиг. 1; ыа .фиг. 4 — разрез по Б — Б на фиг. 3 (вариант крепления, секций высокочастотной обмотки на траверсе); на фиг. 5 — сечение по  — В на фиг. 3.

Электромагнитно-акустический преобразователь состоит из двух поворогных треверс 1, натянутых между ними секций 2 высо кочастотной обмотки, подковообразного ферромагнитного сердечника 3 и закрепленных на нем намагничивающих катушек 4. Траверсы жестко укреплены на валах 5 ведомых зубчатых колес 6 и 7, которые сцеплены с ведущим зубчатым колесом 8, а на валу 9 последнего укреплена ручка управления 10. Ведомые зубчатые колеса 6 и 7 и ведущее колесо 8 установлены в |подши|пниках корпуса 11. К корпусу крепится подковообразный ферромагнитный сердечник 3.

На траверсах,1 укреплены выступы 12 из упругого материала, например резины. На этих выступах укреплены (например при клеены) торцы (лобовые части) секций 2 высокочастотной обмотки.

Для удобства |размещения и крепления высокочастотной обмотки часть ее секций 2, п рилегающая к торцам, уложена в пазы-прорези

13, п,родела н ные на траверсах 1. Удли|ненная часть секций 2 высокочастотной обмотки |натя нута между траверсами и расположена в воздухе.

На фиг. 5 показано сечение, примененное для высокочастотеой обмотки биметаллического провода, на котором обозначены в центре — стальной керн 14, медное покрытие 15—

40 на периферии и наруж|ная изоляция 16 (шелковая или эмалевая).

Электромагнитно-акустический преобразователь под носят к проверяемому изделию 17.

Намагничивающие катушки 4 создают постоянное магнитное поле в проверяемом изделии

17, а высокочастотная обмотка удлиненными частями своих секций 2 возбуждает на его поверхности высокочастотное электромагнит ное поле. Оба поля, взаимодействуя между собой, возбуждают в контролируемом изделии упругие колебания. Поворачивая ручку управления 10 и, следовательно, ведущее колесо 8, одновременно поворачивают на угол а и ведомые зубчатые колеса 6 и 7. У крепленные на валках этих колес траверсы 1 синхронно поворачиваются на тот же угол а.

При повороте траверс 1 удлиненные части секций 2 высокочастотной обмотки, соеди ненные,между собой так, что токи в соседних пространственно разнесенных полусекциях протекают со сдвигом на 180 эл. град. сближаются между собой на требуемое расстояние. В пределе это расстояние мондино сделать равным нулю, т. е. сблизить удлиненные части секций 2 между собой вплотную. Таким образом, наибольшая частота рабочего диапазона возбуждаемых в про веряе мом изделии ультразвуковых колебаний определяется удвоенным диаметром приме|няемого биметаллического провода, включая толщину изоляционного слоя.

Бескаркасное размещение секций 2 высокочастотной обмотки на траверсах и наличие Ба последних упругих выступов позволяет вплот ную сближать между собой удлиненные части секций, та к как упругие выступы предотвращают возможное провиса ние проводов и ори поворотах (при настройке преобразователя на новый типоразмер контролируемого изделия) скрадывают, проявление механической неточности в изготовлении деталей преобразователя.

Формула изобретения

1. Электроматнитно-акустический преобразователь, содержащий яамагничивающие катушки и высокочастотную обмотку, секции которой размещены параллельно и равноудаленно одна от другой с возможностью плавного параллельного сближения между собой, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения чувствительности путем увеличения верхнего предела рабочих частот, он снабжен двумя траверсами с механизмом синхронного поворота их, а секции высокочастотной обмотки натянуты между ними и расположены одна от другой на,расстоянии полуволны ни иней границы диапазона рабочих частот ультразвуковых колебаний.

2. Преобразователь по и. 1, отл ич а ю шийся тем, что механизм синх ро нного поворота траверс выполнен в виде двух ведомых

532048 зубчатых колес, на которых жестко укреплены траверсы. и входящего с ними в зацепление ведущего зубчатого колеса, !расположе!нного между ними.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авт. св. СССР ¹ 357518, .Ч. Кл. - G 01K

29/04, 1972.

2. Авт. св. СССР ¹ 375546, . 1. Кл.- "G 01Х

29/04, 1973.

5 3. Патент ГДР ¹ 45283, М. Кл. - 42 К 46/06, 1966 (прототип).

532048

А-А

/7 12

Б — г, 2

1 0

Фиг 3 б -б

15

Уиа Ф

Составитель В. Касоев

Корректоры; М. Лейзерман и И. Позняковская

Техред Л. Кочемирова

Редактор Г. Мозжечкова

Заказ 2134/7 Изд. № 1665 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2