Устройство для бесконтактного возбуждения и приема ультразвука

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< >426716

Союз Советских

Социалистимеских

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 04.04.72 (21) 1769194/18-10 (51) М. Кл. В 06b 1/04 с присоединением заявки №вЂ”

Гасударственный комитет

Совета Министров СБОР ао делам изобретений и аткрытий (32) Приоритет—

Опубликовано 05.05.74. Бюллетень ¹ 17

Дата опубликования описания 17.01.75 (53) УДК 534.232 (088.8) (72) Авторы из о б р ете н ия

Ж. Г. Никифоренко, И. И. Авербух, Н. Г. Бочков и Г. В. Парфенов

Всесоюзный научно-исследовательский институт по разработке неразрушающих методов и средств контроля качества материалов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОГО

ВОЗБУЖДЕНИЯ И ПРИЕМА УЛЬТРАЗВУКА

Изобретение относится к бесконтактному возбуждению и приему ультразвуковых колебаний и может быть реализованно в ультразвуковой дефектоскопии, толщи нометрии, при контроле анецотр они и, измерении скорости 5 ультразвука и определении упругих постоянных в изотропных и аницатропных листовых магнитных материалах.

Известно устройство для бесконтактного 10 возбуждения и приема ультразвука теневым способом в листовых магнитных материалах, содержащее электромагниты с концентраторами, расположенными симметрично относительно изделия, блок питания электромагнитов, возбуждающую и приемную катушки, витки которых расположены в плоскостях, перпендикулярных продольной оси электром а г нито в.

Однако известное устройство обладает рядом существенных недостатков. Невысокая чувствительность за счет взаимодействия части вихревого тока с магнитным полем, невозможность контроля материалов близко у кромок за счет габарита магнитной системы, трудности в перемещении образца относительно электромагнита датчика ввиду притяжения образца магнитом, противофазные смещения колебаний в продольной волне для

П-образной формы магнита.

Цель изобретения — повышение чувствительности, концентраторы магнитных полей выполнены одноименными полюсами в виде усеченных прямых конусов, на меньшие основания которых насажены внутренними диаметрами и жестко закреплены катушки индуктивности в виде плоских колец. Часть витков возбуждающей и приемной катушек рааположена под одноименными полюсами.

На фиг. 1 приведена блок-.схема, например, измерителя скорости и акустической анизотропии, осноiваннoг на резонансном методе измерения; на фиг. 2, 3, 4 — устройство для бесконтактного возбуждения и приема ультразвука.

Схема работает следующим образом. С выхода генератора качающейся частоты 1 высокочастотные электрические колебания (1 — 20 лгц) подаются на возбуждающий датчик 2, изготовленный в виде плоской катушки индуктивности со спиральной намоткой, которь|й располагается в плоскости, параллельной поверхности исследуемого образца

3. Источником магнитного поля являются электромагниты 4, которые подключены к блоку питания б. С помощью концентраторов

6 в виде усеченного конуса получают определенное магнитное поле в зоне датчиков 2, 7.

Вихревые токи, индуцируемые на поверхности образца с помощью датчика 2, взаимо426716 действуют с постоянным магнитным полем электромагнитов и возбужда.от в образце

УЗ колебания. Достигнув противоположной поверхности образца, ультразвуковые смещения металла в магнитном поле возбуждают вихревые токи, которые наводят переменную э. д. с. в приемном датчике 7, выполненном аналогично датчику 2. Далее электрические колебания усиливаются широкополосным усилителем высокой частоты 8, детектируются детектором 9, усиливаются усилителем низкой частоты 10 и подаются »а вертикально-отклоняющие пластины электроннолучевой трубки 11, Генератор пилообразного напряжения 12 обеспечивает движение луча ЭЛТ по горизонтали синхронно с изменением резона нсной частоты;в контуре генератора качающейся частоты, т. е. развертка луча является осью частот генератора качающейся частоты.

Частоту резонансных импульсов измеряют частотной меткой, которая вырабатывается с помощью задающего генератора 1Ë, генератора качающейся частоты и смесителя 14.

Отсчет частоты задающего генератора осуществляется частотомером 15.

Возбуждение продольных УЗ колебаний, например, в измерителе скорости (фиг. 1), осуществляется по схеме, изображенной на фиг. 2. Концентраторы б магнитных полей располагают симметрично относительно образца 8 между противолежащими сторонами витков катушек 2, 7 датчиков, а электромагниты 4 включены так, чтобы концентраторы были бы одноименными полюсами магнитов.

В этом случае магнитные силовые линии в магнитном образце отталкиваются, располагаясь параллельно поверхностям образцов.

Вихревой ток, наведенный на поверхности образца, взаимодействует с,постоянным магнит ным полем, и возбуждаю пся продольные

УЗ колебания.

Применение, например, в измерителе скорости устройства, изображенного на фиг. 3, когда часть витков возбуждающей 2 и приемной 7 катушек расположены под одноименными полюсами концентраторов б, приводит к отталкиванию магнитных полей в образце с

45,3 и создает такое распределение магнитных силовых линий, которое способствует одновременному возбуждению продольных и сдвиго. вых ультразвуковых колебаний. Причем, изменяя величины магнитных полей, можно получать продольные и сдвиговые ультразвуковые колебания с равными амплитудами. В этом случае повышается точность измерения, например, скоростей, упругих модулей, так как они осуществляются па одной базе.

Использование устройства, изображенного на фиг. 4, например, в измерителе скорости, позволяет возбуждать в исследуемом образце только сдвиговые ультразвуковые колебания.

Блок питания электромагнитов снабжен перек.тючателем, что позволяет получать с помощью электромагнитов одноименные (фиг.

2, 3) и разноименные (фиг. 4) полюса концентраторов магнитных полей в зоне контроля.

Предмет изобретения

1. Устройство для бесконтактпого возбуждения и приема ультразвука теневым способом в листовых магнитных материалах, содержащее электромагниты с концентраторами, расположенными симметрично относительно изделия, блок питания электромагнитов, возбуждающую и приемную катушки, витки которых расположены в плоскостях перпендикулярных продольной оси электро,MBDHHToIB, отлича(ощееся тем, что, с целью повышения чувствительности при контроле продольными волнами, концентраторы магнитных полей выполнены одноименными полюсами в виде усеченных прямых конусов, на меньшие основания которых насажены внутренними диаметрами и жестко закреплены катушки индуктивности в виде плоских колец.

2. Устройство по п. 1, отлича ощееся тем, что, с целью повышения точности контроля, часть витков возбуждающей и приемной катушек расположена по д одноименными полюсами концентраторов магнитных полей.

426716

Фиг 1

Фиг,з

Фиг

Составитель Г. Терехова

Техред E. Борисова

Редактор И. Квачадзе

Корректор И. Симкина

Тип. Харьк. фил. вред. «Патент»

Заказ 1724/568 Изд. № 827

ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений

Москва, Я-35, Раушская

4/

Риг 2

Тираж 565 Подписное

Совета Министров СССР и открытий наб., a. 4/5