Электромагнитно-акустический преобразователь

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ п1> 673910

Союз Соввтсииз

Социалистичесюа

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДВТБЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 21.04.77 (21) 2483874/25-28 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

G01 N 29/04

Государственный немнтет

СССР не делам нзебрнтеннй н еткрытнй

Опубликовано 15.07.79. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 20.07.79 (53) УДК 620.179.. 16 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г. А. Привалов и И. Л. Игнатинский

Всесоюзный научно-исследовательский институт (7l ) Заявитель по разработке неразрушаю1цих методов и средств контроля качества материалов (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНО-АКУСТИЧЕСКИЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано в ультразвуковой дефектоскопии.

Известен электромагнитно-акустический (ЭМА) преобразователь, предназначенный для контроля цилиндрических изделий, состоящий из магнитной системы и высокочастотной катушки, размещенной между полюсами, выполненной в виде нескольких кольцевых витков (секций), соединенных последовательно (1 J

Недостатком такого преобразователя является невозможность работы в широком диапазоне частот, так как секции катушки находятся на фиксированном расстоянии одна от другой, что не позволяет осушествлять согласование геометрического шага катушки преобразователя с длиной акустической волны.

Известен также ЭМА преобразователь, содержащий подковообразный магнит и расположенную между его полюсами высокочастотную индукционную катушку, механизм синхронного поворота траверс, между которыми натянуты секции катушки, в результате чего шаг между ними может McHÿTüся (21.

Такой преобразователь позволяет осуществлять согласование своей геометрии с длиной волны в достаточно широком диапазоне частот, однако, из-за того, что его витки принципиально не могут быть сделаны изогнутыми, он оказывается неэффективным при контроле изделий с криволинейной поверхностью.

С целью повышения чувствительности при контроле изделий с криволинейной поверхностью в предлагаемом ЭМА преобразователе каркас катушки выполнен из упругого гофрированного материала, причем ребра каркаса повторяют форму по15 верхности контролируемого изделия и на них закреплены витки катушки.

На фиг. 1 показан предлагаемый преобразователь для случая возбуждения и приема волн, распространяющихся вдоль периметра цилиндрического изделия; на фиг. 2 — тот же преобразователь, вид снизу. (со стороны изделия); на фиг. 3 — витки катушки, закрепленные на ребрах каркаса.

673910

На ребрах каркаса 1 закреплены витки 2 высокочастотной катушки, расположенные вблизи контролируемого изделия 3.

Сквозь отверстия 4 в гофрах каркаса проходят изогнутые направляющие 5, а сквозь отверстия 6 — изогнутый винт 7. Концы винта 7 и направляющих 5 жестко укреплены в башмаке 8, изготовленном из неферромагнитного материала. Направляющие 5 и винт 7 имеют общий центр кривизны с поверхностью изделия 3. На финт 7 насажены гайки 9. К кареткам 10 крепятся плоские концы каркаса 1. Гайки 9 могут свободно вращаться относительно кареток 10. Последние имеют отверстие, сквозь которое с большим радиальным зазором проходят винт 7, и два отверстия, через которые с минимальным радиальным зазором проходят направляющие 5. Гайки 9 размещены в окнах кареток 10 с малым осевым зазором.

Закрепление витков 2 катушки на ребрах каркаса 1 осуществляется с помощью изоляционной ленты 11 (см. фиг. 3) или путем приклейки. Ширина резьбовой части гаек 9 выбирается такой, чтобы кривизна винта не сказывалась на легкости их вращения. Каркас 1 размещен между полюсами подковообразного электромагнита 12.

Показанная на фиг. 1 конструкция в наибольшей степени пригодна для выявлсния продольных дефектов. При выявлении поперечных дефектов в цилиндрических изделиях преобразователь должен быть развернут таким образом, цтобы винт 7 и на- З6 правляющие 5 были параллельны оси изделия. В этом случае эти детали выполняются прямолинейными, а ребрам каркаса 1 и виткам 2 придается форма, повторяющая форму поверхности изделия 3. Каркас 1 может быть изготовлен из электроизоляционного материала или же из тонкой (0,2—

0,3 мм) стальной пружинной ленты (например, марки 65 Г).

Возбуждение ультразвука в изделии 3 осуществляется за счет взаимодействия вих- 40 ревых токов, наведенных в изделии витками 2 при протекании через них высокочастотного тока генератора с постоянным магнитным полем, созданным электромагнитом 12. При приеме в витках 2 наводится приемная ЭДС, возникающая вследствие акустических колебаний металла изделия в постоянном поле. При изменении топшины изделия или переходе на другую рабочую частоту меняется фазовая скорость возбуждаемых колебаний и, следовательно. длина волны. При этом происходит рассогласование шага витков катушки с длиной акустической волны, и эффективность возбуждения и приема падает.

Для компенсации рассогласования вращаются гайки 9, которые, перемешаясь вдоль винта 7, увлекают за собой каретки 10.

Вследствие этого гофрированный каркас сжимается или разжимается и соответственно меняется расстояние между витками. Таким образом осуществляется установка требуемого шага витков катушки.

Предлагаемая конструкция позволяет всегда работать в условиях согласования длины волны с шагом преобразователя и, следовательно, иметь наибольшую эффективность возбуждения и приема, что обеспечивает повышение цувствительности при контроле изделий с криволинейной поверхностью. Минимальное расстояние, на которое можно сблизить витки, определяется толщиной,материала каркаса и практически может быть сделано весьма малым. Это создает возможность расширения частотного диапазона в область более высоких частот, что также способствует повышению чувствительности контроля.

Формула изобретения

Электромагнитно-акустический преобразователь, содержащий подковообразный электромагнит и расположенную между его полюсами высокочастотную катушку, витки которой выполнены с переменным шагом, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности при контроле изделий с криволинейной поверхностью, каркас катушки выполнен из упругого гофрированного материала, ребра каркаса повторяют форму поверхности контролируемого изделия и на них закреплены витки катушки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР № 4!0306, кл. G 01 N 29/04. 1971.

2. Авторское свидетельство СССР № 532048, кл. G 01 N 29/04, 1974.

Редактор Н. Аристова

Заказ 4063/39

Составитель Л. Тришина

Техред О. Луговая Корректор Г. Решетник

Тираж 1089 Подписное

ЦН И И П И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4