Устройство для определения характеристик направленности электромагнитноакустического преобразователя

 

Изобретение относится,к контрольноизмерительной технике и предназначено для определения характеристик направленности электромагнитно-акустического пре14 . 13 образователя. Цель изобретения - повышение производительности. Это достигается тем, что устройство, содержащее эталонный ферромагнитный образец 1 цилиндрической формы со сферическим и плоским торцами , . генератор высокочастотных колебаний, предназначенный для подключения к катушке 3 индуктивности контролируемого ЭМА преобразователя, последовательно включенные пьезопреобразовэтель 4, установленный на сферическом торце образца, усилитель и индикатор, снабжено датчиком 17 координаты в виде реохорда, механически соединенным с пьезопреобразователем 4 и блоком регистрации с графопостроителем 18. Один вход последнего соединен с датчиком 17 координаты , а другой вход через пиковый детектор 19 и аналоговый ключ подключен к импульсному генератору 21. 2 ил. 2WB ГО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 01 N 29/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1658075 (21) 4884082/28 (22) 19.11.90 (46) 30.06,92. Бюл. М 24 (71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) С.IÎ.Гуревич, Ю.Г,Гальцев и А,Ф.Маскаев (53) 620.179.16(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1658075, кл. 6 01 N 29/04. 24.11,1988. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ХАРАКТЕРИСТИК НАПРАВЛЕННОСТИ

ЭЛ ЕКТРОМАГНИТНО-АКУСТИЧЕСКОГО

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ (57) Изобретение относится.к контрольноизмерительной технике и предназначено для определения характеристик направленности электромагнитно-акустического ïðå„„. Ж „„1 744637 А2 образователя, Цель изобретения — повышение производительности, Это достигается тем, что устройство, содержащее эталонный ферромагнитный образец 1 цилиндрической формы со сферическим и плоским торцами, . генератор высокочастотных колебаний, предназначенный для подключения к катушке 3 индуктивности контролируемого Э МА преобразователя, последовательно включенные пьезопреобразователь 4, установленный. нв сферическом торце образца, усилитель и индикатор, снабжено датчиком 17 координаты в виде реохорда, механически соединенным с пьеэопреобразователем 4 и блоком регистрации с графопостроителем 18. Один вход последнего соединен с датчиком 17 координаты, а другой вход через пиковый детектор 19 и аналоговый ключ подключен к импульсному генератору 21. 2 ил.

1744БЗ7

«) (1

46

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для ультразвуковой дефектоскапии иэделий металлургического производства, и является дополнительным к авт. св. N- 1658075, Известное устройства для определения характе ристик напра влен ности электромагнитно-акус)ическога преобразователя содержит эталонный ферромагнитный образец цилиндрической формы са сферическими и плоским торцами, генератор высокочастотных колебаний, подключенный к катушке икдуктивности электромагнитноакустического преобразователя (ЭМАП), установлен),ой ка плоском торце образца, посл дователь ; адключенные пьезапреабраэаватель„уста) авленный g сферической i)08ерхкастк образца, усилитель ы (лкдикатао, паследавателька Вкл)аченные

T8pM00Bpv, потенциаметр, 08ГулятОр тОка, индуктар, охватывающий образец у плоского тооца, последовательно соединенные

ВТОРУЮ T8PM0)l8P )(; ВТОРОЙ ПОТЕНЦИОМЕТР И блок управления злектроклапаном. и Водчную рубаи)ку, гидравлически связакну)а с электраклапанам, Недостатком данного устройства является невысокая производительность измерений вследствле наличия субьективнога фактора в процессе измерений — измерения производятся по точкам с экрана осциллографа, что приводит K невысокой производительности измерений, особенно при повышен н ых температурах.

Целью изобретения является г(овышение производительности измерений.

Укаэанная цель достигается тем, что устройство для определения характеристик направленности ЭМАП дополнительно

Снабжено датчиком Оардикаты В виде реахорда, мехакиче-,»ки скрепленным с пьеэопреобразавателем, и блоком регистрации, Выполк нными в виде последовательно соединенных импульсного генератора, к Входу которого подключен генератор колебаний. аналогового ключа, управляющий вход которого соединен с усилителем, пикоВОГО детектора и Графопостроителя, второй Вход которого подключен к датчику координаты, Включение в состав устройства датчика координаты и блока регистрации с перечисленными элементами обеспечивает высокую производительность вследствие исключения субьективногс фактора из процесса измерения. Кроме та."о, быстрая автоматическая зались результа-Га измерений исключает погрешность за счет возможной, даже очень малой температурной нестабильности плоской обогреваемой поверхности эталонного образца ЭМАП (где происходит возбуждение ультразвука за Счет магнитострикции), поскольку при температурных измерениях, особенна вблизи точки

Кюри материала образца, продольный ультразвуковой сигнал очень резко зависит от температуры (а в конструкционных стилях сигнал, достаточны. для реализации измерений, существует только в интервале температур 5-7 С в районе точки Кюри).

На фиг. 1 дана блок-схема устройства, общий вид; на фиг. 2 — температурная зависимость продольного ультразвукового сигнала в инварком железо-никелевом сплаве

32 НКД, иэ которога изготовлен эталонный образец.

Устройство содержит эталонный ферроfv;û,,ãíèTíûé образец 1 цилиндрической формы со сферическими )л плоским торцами, ГенератОр 2 Высокочастотных колебаний, подключенный к катушке 3 индуктивности

ЭМАП, установленной на плосксм торце образца 1, последовательно подключенные пьеэапреабразаватель 4, установленный у сферической поверхности образца 1, усилитель колебаний 5 и индикатор 6, последовательно включенные термапару 7, пптенциометр 0, регулятор 9 така и vit-дуктор 10, охватывающий образец 1 у плоского торца, последовательно соединенные Вторую термопару 11, второй пстенциаметр 12 и блок 13 управления с электраклапанам ) 4 и охватывающую сферический конец образца 1 рубашку 15, термопары 7 и 11 установлены саотве гственка ) г.ласкага и сферического торцов образца 1, Когпрол,— руемый ЭМАП Включает катушку 3 индуктивности, подключенную к генератору 2, и систему намагничивания в виде полюсов постоянного магнита 16, установленных Вбли3N плоскоГО торца Образца 1.

Дополкителько к перечисленным »n8ментам устройство для опреде (екия характеристик направлен - Ости ЭМАП содержит датчик коордикать) 7 В виде реохорва, ycTàí0âë8HHûé на сферической поверхности эталонного образца 1, механически связанны; с пОДВижным пьезопреабраэОвателем

4, а такж8 сс,((ержит блОк («)егистрацчи. Элек тр:-:,вский сигнал с датчика координаты 17, пропорциональный величине угла г(рием)а ультразвука, через подвижный контакт поступает на Вход Х графопостроителя 18, а на вход Y AOc,"(8ä))8 "О Г:асгупает c«ii (лал с Выхода п(лковога детект:.ра 19 с фильтаам, на ,зхад катороГО сигнал li10.,T)ill;..8т с ..:ЛОГОВог я выхода ",l(8()OÃOãû: 0 к(-.:- -: 20. / „;,=..„ОГ(.(ВЬ .)(B)i(!. . КЛЮ " а .. .(i СОЕЛ « -; rq (» 9 . p("÷i ) ; ()T()п,)ле» )иче(1(У)), - бак(1744637 цифровой вход — с выходом импульсного генератора 21 (Г5-15), вход которого связан с выходом генератора высокочастотных колебаний 2 (фиг, 1).

Устройство работает следующим обра- 5 зом.

Высокочастотный ток, поступающий от генератора 2 к ЭМАП 3 за счет обьемной магнитострикации области парапроцесса материала образца 1, возбуждает упругие 10 продольные волны. Область парапроцесса, достигается сильным магнитным полем магнита 16 ЭМАП.

ТермоЭДС с термопары 7 через потенциометр 8 поступает на регулятор 9 цилин- 15 дрического индуктора 10, индуктор 10 нагревает плоский торец образца 1 до температуры, близкой точке Кюри, что увеличи. вает эффективность возбуждения в ферромагнитном образце 1 продольных 20 ультразвуковых волн ЭМА-преобразоватеТермоЗДС с термопары 11 через потенциометр 12 поступает на блок 13 управления электроклапаном 14, который 25 обеспечивает необходимое количество охлаждающей жидкости, поступающей в рубашку 15. Принятый с пьезопреобразователя, .;:игн.: после уси@ e er .5 поступает на вход индикатора 6. 30

Перемещением пьезопреобразователя 4 по сферической поверхности образца 1 опре- деляют за=исимость амплитуды сигнала от угла наблюдения.

Принятый с пьезоприемника 4 сигнал 35 после усилителя 5 поступает на вход индикатора 6 и на аналоговый вход аналогового, ключа 20, на цифровой вход которого от импульсного генератора 21 подается прямоугольный импульс. Вход импульсного ге- 40 нератора 21 соединен с выходом генератора зондирующих импульсов 2.

Принятые сигналы после детектирования пиковым детектором 19 с фильтром поступают на вход Y графопостроителя 18. 45

Одновременно постоянное напряжение, пропорциональное координате (углу, под которым принят ультразвук), поступает с датчика координаты 17 в виде реохорда, жестко связанного с пьезоприемником 4. на вход Х графопостроителя 18, обеспечивая автоматическую запись изотерм характеристик направленности ЭМАП, что позволяет исключить субъективный фактор из процесса измерений, увеличивая производительность измерений.

fl р и м е р. В качестве материала эталонного цилиндра использовался инварный железо-никелевый сплав 32 НКД, обладающий хорошими магнитострикционными свойствами как при комнатных, так и при повышенных температурах до относительно низкой точки Кюри (190 С), а также конструкционные стали с высокими точками

Кюри("760 С).

Исследовались характеристики направленности ЭМАП в виде одиночного провода различных диаметров, а также ЭМАП в виде плоской катушки индуктивности круглой и эллипсоидной формы. В качестве примера на фиг. 2 показана температурная зависимость отношения сигнал/шум в инварном сплаве 32 НКД.

Формула ..-.зобретения

Ус- ройство для определения характеристик направленности электромагнитно-акустического преобразователя по авт. св. N.

1658ГБ, о т ., ч а го щ е е с я тем, .;а целью повышения производительности, оно снабжено датчиком координаты в виде ресхорда, механически скрепленным с пьезо.1реобразователем, и блоком регистрации, выполненным в виде последовательно соединенных импульсного генератора, к входу которого подключен генератор высокочастотных колебаний, аналогового ключа, управляющий вход которого соединен с усилителем, пикового детектора и графопостроителя, второй вход которого подключен к датчику кг. эрдинаты.

1744637

0g

Ф

Составитель А. Маскаев

Редактор Н, Горват Техред М.Моргентал Корректор А.Осауленко

Заказ 2195 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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