Электромагнитно-акустический способ контроля проводящих изделий

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскнх

Соцналнстнческнх

Реслублнк

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (63) Дополнительное н авт. свид-ву (22) Заявлено 221280 (21) 3222880/25-28 ($g) + К 3

G 01 N 29/04 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК 620.179.. 16 (088. 8) Опубликовано 30.07,82. Бюллетень ¹28

Дата опубликования описания 30.0782 (72) AsTOpbl изобретения

С.Н . Шуб аев и Л. A. Хватов

У

Научно-исследовательский институт интроскопии (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНΠ— АКУСТИЧЕСКИЙ СПОСОБ

КОНТРОЛЯ ПРОВОДЯЩИХ ИЗДЕЛИЙ

25

Способ относится к контрольноизмерительной технике и может быть о использован для бесконтактной ультразвуков ой дефек тос копии проводящих изделий цилиндричес кой формы (труб прутков).

Известен электромагнитно-акустический способ контроля изделий, заключающийся в том, что изделие помещают между полюсами электромагнита, а между поверхностью изделия к одним из полюсов располагают высокочастотный индуктор в виде плоской катушки инцуктивности, с помощью которого производят возбуждениее и прием ультразвука. Этот способ позволяет возбуждать и принимать сдвигов ые упругие колебания (1 } .

Недостатком данного способа является то, что, во-первых, диаграмма направленности икает провал по оси преобразователя, а во-вторых, иэ-за наличия воздушных проьижутковмежду полюсами магнита и поверхностью объекта контроля не удается получать достаточно большие значения индукции поля.

Неблагоприятный вид диаграммы направленности резко снижает достоверность контроля из-.зв возьюжности пропуска дефектов, оказавшихся в центре зоны прозвучйвания, а также иэ-за затрудненности правильной интерпретации результатов контроля.

Пониженная величина магнитного поля уменьшает уровень сигнала.

Наиболее близким к предлагаемому по своей технической сущности является электромагнитно-акустический способ контроля проводящих иэделий, заключающийся в том,что в изделии возбуждают упругие колебания путем взаимодействия на контролируемом участке тангенциального подмагничивающего поля и высокочастотного поля катушки индуктивности, установленной над поверхностью изделия, и используют в качестве информативного сигнал катушки индуктивности.

Тангенциальное подмагничивающее поле создают приставным магнитом. При этом способе возбуждаются не сдвиговые, а продольными волны, благодаря чему диаграмма направленности выравниваетс я (2 j .

Недостатком известного способа является низкая достоверность и чувствительность, особенно при контроле цилиндрических изделий. Этот недостаток обусловлей тем, что, 947 750 несмотря на выровненн ость диа граммы, распределение акустических сме— щений в ближней зоне, которая определяет выявление подповерхностных дефектон, весьма неоднократно. Кроме того, н известном способе не уда- 5 ется создать тангенциальное поле значительной неличины на поверхност и изделия, поскольк у магнитные силовые линии распределяются по всему сечению изделия, преимущественно )0 н глубине его. Это принодит к резкому ослаблению эффектов электромагнитно-а кустического преобразования, происходящих н поверхностном слое и, как следствие, к значительному падению чувствительности, Особенно эти недостатки усугубляются на изделиях с криволинейной по верхностью, например цилиндрических.

Цель изобретения — повышение чувст20 витель ности и достоверности при контроле протяженных изделий.

Укаэанная цель достигается за счет того, что в электромагнитноакустическом способе контроля Проводящих изделий, заключающемся в том, что в изделии возбуждают упругие колебания путем взаимодействия на контролируемом участке тангенциального подмагничивающего поля и высокочастотного поля катушки индуктивности, устанонленной над поверхностью изделия, и используют н качестве информативного сигнал катушки индук тив нос ти, та иге нци аль ное подмагничивающее поле создают про- 35 пусканием по контролируемому участку постоянного или переме нного электрического тока, расстояние с, между точками подведения тока выбирают из соотношения f (2 — 3) D, ис- 40 пользуют катушку индуктивности прямоугольной формы и обращают ее к пов ерхн ос ти изделия одн ой из граней, где D — наружный диаметр изделия.

На чертеже показано устройство, реализующее способ.

Ус1ройство состоит из источника

1 тока, электродов 2, при помощи которых ток от ис:точника 1 подводится к контролируемому изделию 3 50 прямоугольной катушки 4 индуктивности, электрон ного блока 5, ко входу которого подключена катушка

4 индуктивности. Линии тока, текущие по изделию, обозначены позицией 6.

Способ осуществляется следующим образом, От источника 1 через электроды 2 к изделию 3 подводится постоянный или переменный электрический ток.

Этот ток, протекая вдоль изделия 3, 60 создает в нем магнитное поле. Силовые линии этого поля направлены пер- пендикулярно к линиям 6 тока и в середине между электродами 2 образуют концентрические окружности, 65 соосные с изделием 3. При этом максимальное значение магнитного поля оказывается на поверхн ости изделия

3, что наиболее благоприятно для электромагнит но-акустического пре— образования, поскольку высокочастотное поле катушки 4 инду кти вн ост и сосредоточено на небольшой глубине вблизи поверхности (в скинслое) .

Максимальность подмагничивающего поля на поверхности непосредственно следует из закона полного тока. Для создания высокочастотного тока в кат ушк е 4 индуктинн ости служит гене ра тор, содержащийся в электронном блоке 5. В этом же блоке имеется усилитель при н ятых сигналов. Выбор расстояния (, между электродами согласно соотношению Рь (2 — 3) D позволяет дополнительно понысить величину поля под катушкой 4 индуктивности. Причина этого состоит в том, что вблизи электродов линии б тока распределены по сечению изделия 3 неравномерно и только на расстоянии от электродон порядка (1 — 1, 5) D рас пределяютс я достаточно равномерно. При этом представляется возможность, располагая катушку 4 индуктивности в любом месте по окружности изделия 3, прозвучивать все его участки данного сечения. Поскольку магнитное поле на поверхности под катушкой 4 имеет одно направление, то противоположные грани катушки 4 создают упругие смещения противоположныхх на правле ний (вследств ие противоположных направлений тока в противоположных гранях катушки 4, имеющей прямоугольную форму Такие смещения гасят друг друга, и чтобы этого не произошло, в способе предусматривается связь катушки с изделием по высокочастотному полю только одной гранью. Высокочастотные токи, наводимые другой гранью катушки 4, не связанные с изд лием, имеют малую плотность и не создают заметных упругих колебаний.

Способ позволяет возбудить в изделии упругую волну, максимум излучения которой направлен по нормали к поверхности иэделия, что обеспечив ает повькаение достоверности и надежности контроля.

Формула изобретения

Электромагнитно-акустический способ контроля проводящих иэделий, заключающийся в том, что в изделии возбуждают упругие колебания путем взаимодействия на контролируемом участке тангенциального подмагничинающего поля и высокочастотного поля катушки индуктивности, установленной над поверхностью изделия, и ис947750

Составитель И. Кесоян

Редактор N. Янович Техред Т. Фанта Корректор Е. Рошко

Заказ 5623/67 Тираж 887 Подп ис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и .открытий

11 3 03 5, Москва, Ж-35, Рауш=кая наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 пользуют.в качестве информативного сигнал катушки индуктивности, о тл и ч аюшийся тем, что, с целью повышения чувствительности и достоверности при контроле протяженных иэделий, тангенциальное подмагничивающее поле создают пропусканием по контролируемому участку постоянного или переменного электрического тока, расстояние между точками подведения тока выбирают из соотн оше ни я (. Ъ (2 — 3)Я, используют катушку индуктивности прямоугольной формы и обращают ее к поверхности иэделия одной иэ граней, где З вЂ” наружный диаметр иэделия.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Дефектоскопия, . 1970, Р 3, с. 3-10.

2. Приборы и средства нераэрушающего контроля материалов и изделий. Справочник. Под ред. Клюева В ° В. т. 2, M. Машиностроение, 1976, с. 197-1 99 (прототип) °