Электромагнитно-акустический преобразователь для неразрушающего контроля

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и изделий электромагнитно-акустическим методом. Цель изобретения - повышение достоверности контроля - достигается благодаря тому, что в электромагнитно-акустическом и высокочастотную катушку, последняя выполнена восьмеркообразной с параллельными рабочими участками витков, из которых участки, образующие перемычку, расположены на торце среднего стержня магнитопровода, а параллельные им участки - в соответствующих межполюсных промежутках 4 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю G 01 N 29/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4462920/28 (22) 18.07.88 (46) 30,12.91. Бюл. ¹ 48 (71) Научно-производственное объединение

llo автоматизации горнорудных, металлургических предприятий и энергетических объектов черной металлургии "Днепрчерметавтоматик а" (72) Ю.K,Tàðàíåíêo (53) 620.179,16 (088.8) (56) ABiopcKoe свидетельство СССР

N 368538, кл. С 01 N 27/82, 1969.

Справочник под ред,В.В.Клюева. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий./ Справочник материалов и изделий. М.: Машиностроение, 1986, кн. 2, с. 225, Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и изделий и может найти применение в металлургической промышленности для автоматизированного контроля в качестве металлопродукции.

Цель изобретения — повышение достоверности контроля за счет использования для контроля двух типов волн — продольнцх и сдвиговых.

На фиг. 1 показан электромагнитно-акустический преобразователь на объекте контроля; на фиг. 2 — высокочастотная катушка индуктивности; на фиг. 3 — схема расположения волновых векторов ультразвуковых волн в объекте контроля; на фиг, 4 — схема сигналов при работе преобразователя по эхо-методу, Злектромагнитно-акустический преобразователь для неразрушающего контроля

„, SU ÄÄ 1702295 A1 (54) ЭЛ Е КТРОМАГНИТНО-АКУСТИЧ ЕСКИЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и изделий электромагнитно-акустическим методом. Цель изобретения — повышение достоверности контроля — достигается благодаря тому, что в электромагнитно-акустическом и высокочастотную катушку, последняя выполнена восьмеркообразной с параллельными рабочими участками витков, из которых участки, образующие перемычку, расположены на торце среднего стержня магнитопровода, а параллельные им участки — в соответствующих межполюсных промежутках. 4 ил. содержит постоянный магнит с Ш-образным магнитопроводом 1 и высокочастотную катушку 2, выполненную восьмеркообраэной с параллельными рабочими участками 3, 4, 5 витков. Участки 4 витков, образующие перемычку катушки, расположенные на торце среднего стержня 6 магнитопровода 1, а участки 3, 5 витков расположены в межполюсных промежутках магнитопровода 1.

При этом плотность укладки участков 4 витков больше плотности укладки участков 3, 5 витков.

Электромагнитно-акустический преобразователь для неразрушающего контроля работает следующим образом.

Участки 3, 5 витков катушки индуктивности создают в объекте 7 контроля вихревые токи l>, которые, взаимодействуя с тангенциальным поляризующим магнитным по1702295 лем, возбуждают продольные упругие смео г> щения 4 в направлении ое под углом 90 -О к поверхности.

Вихревые токи I2, возбуждаемые в контролируемом изделии под полюсом электромагнита, вызывают в изделии упругие сдвиговые смещения 0ь перемещение которых происходит в направлении q< нормали к поверхности объекта 7 контроля, При контроле эхо-методом и использовании преобразователя в качестве обрати,,мого зондирующие импульсы в обоих, участках катушек вызывают вихревые токи,, которые, взаимодействуя с поляриэующим полем, создают продольные и сдвиговые упругие волны, оаспространяющиеся в объекте контроля. При наличии дефекта имеем два импульса 01, 02, которые сдвинуты один относительно другого во времени, а донные импульсы при выполнении условия

Се 4п (1)

С и накладываются. где d — расстояние между витками участков, 3, 5;

Се, С вЂ” скорость продольных и попе речных объемных упругих волн в материале контролируемого изделия;

T — частота возбуждаемых упругих ультразвуковых колебаний;

n — постоянная, определяемая условия-! ми контроля;

h — толщина контролируемого изделия;

L — расстояние между центрами участ ков 3-4 и 4 — 5.

В результате повышается достоверность контроля, так как упругие волны стра>каются от дефекта при падении на него под разными углами, Кроме того, наличие двух сигналов от дефекта позволяет идентифицировать его форму и оценить размеры.

Расположение участков 4 витков катушек индуктивности в нормальных, а участков 3, 5 витков в тангенциальных постоянных поляризующих магнитных полях позволяет одновременно возбуждать сдвиговые и продольные объемные упругие ультразвуковые волны, Сдвиговые волны распространяются по нормали к поверхности объекта контроля, а продольные — под углом, Это позволяет получить эхо-сигналы от сдвиговых и продольных объемных волн, Расстояние d между витками на участках 3 и 5 выбрано иэ следующих соображений. разность Л хода продольных волн от участков 3 и 5 витков катушки индуктивности в направлении, составляющим углом 0 с нормалью к поверхности объекта контроля, определяется соотношением

5 Л =d sine (2)

Для того, чтобы продольные волны от витков пассивного участка катушки индуктивности складывались в направлении, составляющем угол 0 с нормалью к повер10 хности, необходимо выполнение следующеГо условия, КЛ=2лп, (3)

2л где К = - — — волновое число;

15 i1 — длина упругой волны, Учитывая, что А = — — из соотношений

Се (2) и (3), получим

Сеп

20 (4.)

Приравнивая время прохождения сдвиговой волны по толщине h контролируемого изделия к времени прохождения продольной волны вдоль направления, составляющего угол 0 с нормалью к поверхности объекта контроля, получим и

Ct ГМп 0Се ) ()

Подставляя sin 0 иэ соотношения (5) в соотношение (4), получим выражение (1)

Ce hn

Ctfl

Это условие обеспечивает равенство времен прихода сигналов продольной и поперечной обьемных волн от донной поверхности изделия, Формула изобретения

Электромагнитно-акустический преобразователь для нераэрушающего контроля, содержащий постоянный магнит с

LtJ-образным магнитопроводом и высокочастотную катушку, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, высокочастотная катушка выполнена восьмеркообразной с параллельными рабочими участками витков. участки витков, образующие перемычку катушки, расположены на торце среднего стержня магнитопровода, параллельные им участки витков — в соответствующих межполюсных промежутках магнитопровода, а плотность укладки участков витков, расположенных на торце среднего стерж 5 ня магнитопровода, больше плотности укладки участков витков, расположенных в межполюсных промежутках, 1702295

1702295

Составитель И,Кесоян

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н, Ревская

Редактор М,toaòèí

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101

Заказ 4540 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская нэб,. 4/5