Электромагнитно-акустический преобразователь

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистииеских

Республик (11) 587392

t- > (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 20.11.75 (21)2191339/2Ь28 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.01.78, Бюллетень № 1 (51) М. Кл. (01 Р1 29/04

Государственный квинтет

Саавта Министров СССР ва делам изобретений н открытий (53) УДК 620.179. .143 (088.8) (45) Дата опубликования описания 10.01.78 (72) Авторы изобретения

В. П. Ольшанский н Ю. И. Сазонов (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНОАКУСТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ДЛЯ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть нспользовано для ультразвукового неразрушающего контроля труб.

Известный электромагннтноакусгнческнй 5 пре образователь содержит круговой электрс . магнит с радиально направленным магнитным полем рассеяния н возбуждающую и прыемную катушку нз нескольких размещенных по окружности последовательно соединенных обмоток 1„1 lo

Однако такой преобразователь позволяет возбуждать в отделении только один тип ультразвуковых волн и не обеспечивает необходимой надежности контроля.

Известен также электромагннтноакустнческий преобразователь для неразрушающего контроля труб, содержашнй цилиндрический электромагнит н установленные в нем соосно проходные возбуждающие и приемные ка- 20 тушки нндуктивностн j27 .

Однако этот преобразователь не обеспечивает достаточной надежностИ контроля из-за того, что позволяет возбуждать также только один тип ультразвуковых волн. 25

Цель нзобрегения — повышение надежностй контроля.

Иля этого электромагнит выполнен с равномерно распределеннымн по окружносгн радиальными чередующимися по полярности полюснымн нак онечннкамн, возбуждающие н приемные катушки установлены попарно концентрично друг другу, а пары катушек размещены.эквиднстангно на торцах полюсных наконечников элекгромаГннта н в его межполюсных промежутках, каждая пара возбуждающих и приемных катушек установлена с в возможностью перемещения в. радиальном направления, каждый из полюсных наконечннков электромагнита выполнен с возможностью перемещения в радиальном направленин, а обмотка электромагнита — секцноннрованной с возможностью частичного или полного подключення секций к нсточннку питания.

На нергеже представлен предлагаемый

Ilp& Oб pG зов атель.

Преобразователь содержит цнлнндрическнй электромагнит 1 с распределенными по окружностям радиальными чередующимися по полярносгн полюснымн наконечниками 2 н 3, 5&7392 эбмэтку 4 электрэмагнита, выпэлненную секциэнированной с вэзможнэстью частччного или полного подключения секций к источнику питания (на чертеже не показан). Возбуждающие 5 и приемные 6 катушки устанэвлены 5 пэпарно концентрично друг другу, а пары катушек размещены эквидистантно на ropuax полюсных наконечников 2 и 3 и в их межполюсных промежутках.

Преобразователь работает следующим обращ зом.

К эн тролируем ое изделие 7 помешают в преобразователь таким образом, чтобы расстояние or поверхности изделия до катушек

5 и ббыло одним и тем же. Через катушки 15

5 и 6 пропускают импульсы тока эпределенной частоты, оцинакэвой для всех катушек, В изделии под катушками возникают вихревые токи той же частоты. Взаимодействие магнитнэго поля вихревых токов с полем 0 электромагнита вызывает ультразвуковые колебания в изделии. Упругие колебания узким пучком распространяются внутри изчелия 7, достигают против оположн ой границы и, отражаясь, вэзвращаются к катушкам 5 и 6 пре- образователя. Электрэмагнитпэе поле вихревых гоков, вызванных ультразвуковыми колебаниямм и, индуцируе т в катушках индук тивности 5 и 6 переменную ЭДС, частота которой равна частоте ультразвуковых колебаний, З0

При этом те из катушек 5 и 6, кэторые расположены на торцах полюсных наконечник эв электромагнита, осуществляют генерацию и прием поперечных и ультразвук овых волн, а при помощи катушек 5, которые расположены в межполюсных промежутках, осуществляют генерацию и прием продольных ультразвуковых волн. Интенсивность возбужденных ультразвуковых колебаний и величина сигнала преобразэвателя пропорциональны величи-.40 не магнитного поля, создаваемого электромагнитом 1, и величине тэка, пропускаемого через катушки 5 и 6. При этом особые требования предъявляются к ориентации си45 лэвых линии магнитного поля в зоне преобразования энергии электромагнитного поля в энергию акустического поля, так как это влияет на чувствительность преобразователя.

При возбуждении продольных ультразвуко50 вых волн в зоне преобразования энергии силэвые линии магнитного поля должны быть ориентированы тангенциально, а при возбуждении поперечных ультразвуковых волн — нормально пэ oríoøåíèþ к поверхности изделия. Я

В предлагаем ом пре образователе тангенциаль| ная ориентация достигается тем, что соседние пэлюсные наконечники являются разноименными и силовые линии стелются по поверхности изделия и пронизывают его по касательным.

В предлагаемом преобразователе секции обмотки 4 электромагнита обращены к полюсному наконечнику одноименными полюсами, тем самым достигается стрэгая ориентация силовых линий магнитного поля. Вы— полнение полюсных наконечников вогнутыми улучшает структуру магнитного поля в зоне преобразования энергии.

Генерация продольных и поперечных ультразвуковых волн одним преобразователем позволяет, при использовании регистрирующей аппаратуры, существенно повысить точнэсть измерений, например, на тонкостенных изделиях, а в некоторых случаях - применить его для комплексных измерений характеристик твердого гела, что невозможно е обеспечить другими преобразователями .

При перехэде на другой размер изделий регулирование чувствительности осуществляет ся перемещением в радиальном направлении полюсных наконечников электромагнита, а также возбуждающих и приемных катушек пре образователя.

Выполнение обмотки электромагнита секционированной позволяет изменять чувствительность преобразователя при работе с изделиями различной электропроводноети и магчитной проницаемости.

Формула измерения

l.. Электрэмагнитнэакустический пре образователь для неразрушающего контроля, содержащий цилиндрический электромагнит, возбуждающие и приемные катушки индуктивности, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности контроля, электромагнит выполнен с равномерно распределенными по окружности радиальными чередующимися II0 полярности полюсными НВК0нечниками, возбуждающие и приемные катуш— ки установлены пэпарно концентрично одна другой, а пары катушек размещены эквидисrQHrHo на торцах полюсных наконечников электромагнита и в его межполюсных проме-. жутках.

2. Преобразователь по и. х, о т л и— ч а ю шийся тем, что каждая пара возб„ждающих и приемных катушек установлена с возможностью перемещения в радиальн ом направле ни и, 3. Преобразователь по пп. 1 и 2, о т л ич а ю ш и и с я тем, что каждый из полюсных наконечников электромагнита выполнен с возможностью перемещения в радиальном направлении.

4. Преобразователь по пп, 1-3, о r л ич а ю ш и и с я тем, что обмотка электро5В7392

Составитель И. Кесоян

Редактор А. Мурадян Техред И. Бабурка

К орректор М. Демчик

Заказ 125/ЗЗ Тираж 1111 Подписи ое

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 11ЗОЗ5, Москва, Ж-З5, Раушская наб,, д. 4/5 филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 магнита выполнена секционированной с возможностью частичного или полного подключения секций к источнику питания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе .

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 277367, кл. С 01Л/29/04, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР № 390434, кл. С 01Л/29/04, 1971.