Электромагнитно-акустический преобразователь

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю. Цель изобретения - повышение чувствительности за счет увеличения эффективности возбуждения упругих волн. Это достигается тем, что электромагнитноакустический преобразователь, содержащий магнит, размещенные в его поле высокочастотную катушку и индуктор в виде двух параллельных электропроводящих колец с радиальными разрезами, соединенными электропроводящими перемычками, снабжен второй высокочастотной катушкой, соединенной последовательно-встречно с первой, обе катушки размещены параллельно-соосно между кольцами индуктора, перемычки которого предназначены для соединения с генератором, а вторые концы высокочастотных катушек предназначены для подключения к усилителю измерительного блока.6 ил.

(19) (ll) (s1)s G 01 N 29/24

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4842671/28 (22) 18,06.90 (46) 30.06.92. Бюл. М 24 (71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) С.Ю,Гуревич, Х.Б.Толипов и Ю.Г.Галь. цев (53) 620.179,16(088.8) (56) Дефектоскопия, 1971, N. 2, с. 13.

Авторское свидетельство СССР

М 1357834. кл. 6 01 N 29/24, 06.01.86. (54) ЭЛ ЕКТРОМАГНИТНО-АКУСТИЧЕСКИЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю. Цель изобретения — повышение чувствительности за счет увеличения

Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и изделий и может быть использовано для дефектоскопии изделий.

Известны преобразователи для контроля изделий, осуществляющие бесконтактный ввод и прием упругих волн.

Преобразователь состоит из катушки возбуждения и магнита. При протекании тока в катушке в материале изделия наводятся вихревые токи, взаимодействующие с магнитным полем. В результате этого взаимодействия возникают силы, которые являются источниками упругих волн, которые, возвращаясь к поверхности изделия, находящейся в магнитном поле, возбуждают

ЭДС в катушке преобразователя.

Недостатком этих преобразователей является их низкая чувствительность. так как они не позволяют одновременно использовать максимальную мощность генеэффективности возбуждения упругих волн.

Это достигается тем, что электромагнитноакустический преобразователь, содержащий магнит, размещенные в его поле высокочастотную катушку и индуктор в виде двух параллельных электропроводящих ко- . лец с радиальными разрезами, соединенными злектропроводящими перемычками, снабжен второй высокочастотной катуш кой, соединенной последовательйо-встречно с первой, обе катушки размещены параллельно-соосно между кольцами индуктора, перемычки которого предназначены для соединения с генератором, а вторые концы высокочастотных катушек предназначены для подключения к усилителю измерительного блока, 6 ил. ратора при возбуждении ультразвука и энергию, наводимую в преобразователе при приеме упругих волн.

Поскольку усилитель дефектоскопа обладает высоким входным сопротивлением, имеется возможность путем увеличения числа витков катушки преобразователя значительно повысить уровень сигнала, Однако получающееся при этом значение индуктивности оказывается слишком большим с тсчки зрения оптимальной работы генератора, имеющего низкий выходной импеданс. Та. ким образом, оптимизация параметров катушки преобразователя с.точки зрения приема нарушает ее согласование с генератором.

Кроме того, дополнительные потери сигнала происходит в цепях, защищающих входной каскад усилителя от воздействия .напряжения зондирующего импульса. Так как величина напряжения зондирующего

1744642

50 импульса имеет порядок единиц киловольт, то усилитель не успевает прийти в исходное состояние к приходу первого отраженного импульса при контроле иэделий небольшой толщины.

Известен электромагнитно-акустический, преобразователь, использующ 1й согласующий трансформатор в аиде тонкостенных электропроводящих колец, Он содержит осесимметричный магнит, размещенную на его центральном стержне высокочастотную катушку и индуктор в виде двух расположенных в параллельных fl/loскостях разрезных электропроводящих колец, разрезы которых соединены электропроводяциими плпc тинами, осуществляющими гальваническую связь между кольцами таким Образом, что тОки в них

; ротекагот в противоположных направлениЯХ.

Данный преобразователь надежен в работе, однако при укаэанной конструкции использование поступающей в него энергии электромагнитного поля не является оптимальным иэ-эа трудности одновременного согласования с усилителем и генератором дефектоскопа. В результате недостатком . такого преобразователя является низкая эффективность возбуждения упругих волн. следовательно, низкая чувствительность.

Цель изобретения — повышение чувствительности электромагнитно-акустического преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что преобразователь выполнен в виде двух плоских.спиральных катушек, соединенных последовательно-встречно и размещенных соосно внутри индуктора, представляющего собой два расположенных в параллельных плоскостях соосных электропровадящих кольца с гальванической связью между ними.

При подаче на преобразователь электрического сигнала токи в кольцах протекают в одинаковых направлениях, поэтому ЭДС, наводимые токами в катушках, взаимно уничтожаются и на вход у:, илителя электрический сигнал не поступает, что сокращает

"электронную" мертвую зону.

При приеме упругих волн токи в кольцах протекают в противоположных направлениях, в результате ЭДС, наводимые токами в катушках. суммируются, Генератор оказывается нагружен Hd ниэкоомную нагрузку, а на усилитель подается сигнал с высокоомных катушек, В результате повышается эффективность регистрации ультразвуковых волн, На фиг. 1 представлена функциональная схема преобразователя во взаимодействии с генератором и усилителем электрических сигналов; на фиг. 2 — преобразователь, вид в плане; на фиг. 3 — индикатор при возбуждении упругих волн, на фиг, 4 — схема соединения высокочастотных катушек при возбуждении упругих волн; на фиг. 5- индуктор при приеме упругих волн; на фиг, 6— схема соединения высел<очастотных KGT)"шек при приеме упругих волн, Злектромагнитно-акустический преобразователь (фиг, 1) содержит генератор 1, усилитель 2, разрезные электропроводящие кольца 3 и 4, соединенные с выходом генератора 1, и высокочастотные катушки 5 и 6, соединенные последовательно-встречно и подключенные к выходу усилителя 2, Преобразователь рабстает следующим образом.

Электрические сигналы с генератора 1 поступают на электропроводящие кольца 3 и 4. При протекании тока в них на поверхности издел я индуцируются вихревые токи.

Последние, взаимодействуя с магнитным полем {источник магнитного поля не показач), вызывают упругие напряжения, являющиеся источниками упругих волн. Токи в кольцах протекают в одинаковых направлениях, поэтому наводимые при э: ом в катуL

ЭДС, наводимых в каждой катушке.

Повышение эффективности возбух<дения упругих волн определяли экспериментально. Из медной фольги толщиной 3 мм изготовляли два плоских разреэных кольца наружным диаме1:..Ом 45 и внутренним диам<.. ром 15 мм, разрез- которых с::o»o дью и лйки соединяли электропроводящими пластиками, изготовленными из той жо фоль и, Высокочастотные катушки выполняли в виде плоской спирали, изготовленной из провода бЛГТФ диаметром 0,07 мм. Число витков подбирали экспериментально таким образом. чтОбы резонансная частorа Оыла

2,5 МГц.

Кольца соединяли с выходом . . врата ра электрических oèãllçëoâ. е х:ы- т1 ;,< ;,;!орключали к входу усилите.: .- серий loco дефе;;тоскопа типа ДУК-66, ь. экран котар,гго наг. :.подались донные гп .- алы.

1744642

20 установлено, что амплитуда, зарегистрированная с помощью предложенного преобразователя электрических сигналов, превышала амплитуду сигналов преобразователя, выбранного в качестве прототипа, 5 на 30 . Компенсация наводок зондирующего импульса позволила выявить второй донный сигнал при контроле стальной пластины толщиной 2 мм, что свидетельствует о повышении чувствительности предлагае- 10 мого электронно-акустического преобразователя.

Формула изобретения

Электромагнитно-акустический преобразователь, содержащий магнит, разме- 15 щенные в его поле высокочастотную катушку индуктивности и индуктор. выполненный в виде двух параллельных соосных электропроводящих колец со сквозным радиальнымм разрезом каждое и электропроводящих перемычек, соединяющих разрезы колец, отл ича ющийсятем,что,сцелью повышения чувствительности за счет увеличения эффективности возбуждения упругих волн, он снабжен второй высокочастотной катушкой индуктивности, соединенной последовательно-встречно с первой, о6е катушки размещены параллельно-соосно между кольцами индуктора, электропроводящие перемычки являются входом преобразователяя и предназначены для соединения с генератором, а вторые концы катушек индуктивности являются выходом преобразователя и предназначены для соединения с усилителем измерительного блока.

1744642

АР б

Составитель Е. Кузьмин

Редактор А. Маковская Техред M.Mopãåíòàë Корректор A. 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", r, Ужгород, ул.Гагарина, 101