Устройство для дефектоскопии магнитоупорядоченных материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1 19) 1) 401 И 29/04 КОМИТЕТ СССРЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫПО ДЕЛАМ ИЗОБ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 21) 4106488/25-28 22) 12.06.86 46) 30.0 1.88. Бюл 71) МГУ им. М.В.Л одят поляпитающ ко коцтрол областя акустич форму л зонанса е(56) Прибороля матеник. Под цтющего Спра т.2, 76. Машиностр Там же1 агцит резким дят о ЛЯ Д 1;йЕКТОСКОПИИНЫХ МАТЕРИЛ 1 ОВ по дцциру ретцом оценит матер ие до ся к церазру лон с помои может быть тцосит атериа кце ле и для цих. Ме це види ом инди ка торепосредс кть ца х нол обнар катора дефек ю ицдц ццымх ныянления ения локал магцито ы этих коорлиц а затем деляопр по тораконтр толю, 13 сн примецяе 11 ель изобреало ст зынают ронике, чувств роли -осги оил. поверхала. 1 расстоянием о руемого матер тельцости.ства произ о У 4омоносоарембо и С.Н.Ка79.16(088.8)ры для неразрушиалон и изделийед. В.В.Кгпоена,ение1976, с,с201-219.(54) УСТРОИСТВО МАГНИТОУПОРЯДОЧЕ (57) Изобретение шающему контролю щью ультразвуков использовано для цых дефектов при упорядоченных ма мых н радиозлект тения - повышение С помощью данног змецения внешнего магнитного средством электромагнита 6, гося от источника 8 тока низтоты, Это поле воздействует на ируемый материал 7, в разных х которого возникает магнцтоеский резонанс. Определяют инни магнитоакустического реи распределение внутреннего ого поля в материале 7 и по изменениям получеццьх значений наличии дефектов, Индикатор ляет осуществить привязку инмых крупных дефектов к коцк -месту н нале 7 и точно1137054Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов с помощью ультраэнуковых волн и может быть использовано, в частности, для обнаружения локальных дефектов при контроле магнитоупорядоченных материалов.Целью изобретения является поньапение чувствительности, которая достигается использованием зависимости 40 45 ти;д Н - ширина линии ферромагнитного резонанса (естественная),Если Н (7,) - Лункция распределения внутреннего поля н направлении распространения звука, то Х(Н,)но распределения внутреннего магнитногополя контролируемого материала в направлении распространения звука примагнитоякустическом резонансе.На чертеже изображена блок-схема 15устройстваУстройство содержит последовательно соединенные генератор 1 рядиоимпульсов, искатель 2, усилитель 3 ииндикатор 4, я также синхронизатор 5, 20соединенный с управляющими входамигенератора 1 и индикатора 4. Крометого, устройство содержит электромагнит 6, предназначенный для размещениян нем контролируемого материала (изделия) 7, источник 8 тока низкой частоты, один выход которого соединен собмоткой электромагнита 6, последовательно соединенные блок 9 селекции,подключенный к выходу усилителя 3, и 30измеритель 1 О амплитуды импульсон,второй индикатор 11 и интегратор 12,входы которых соединены с измерителем 10 амплитуды импульсов, третийиндикатор 13, подключенный к выходуинтегратора 12; второй выход источника 8 тока соединен с вторыми входамивторого 11 и третьего 13 индикаторонсоответственно,Искатель 2 в данном устройстве размещен по поверхности контролируемого материала 7,Устройство работает следующим образом.Сигнал-радиоимпульс частоты и полученный от генератора 1 радиоимпульсон, поступает на искатель 2, излучающий упругую волну в контролируемый материал 8. Сигналы, отраженные от дефектов и от дна контролируемого материала 7, принимаются искателем 2 и после усиления усилителем 3 принятого сигнала поступают на первый индикатор 4, развертка которого синхро ниэируется с помощью синхронизатора 5 с моментом запуска генератора 1, С того же выходя усилителя 3 сигналы поступают ня блок 9 селекции, который осуществляет селекции сигнала, отраженного от дна материала 7, При изменении внешнего магнитного поля, создаваемого электромагнитом 6, питающимся от источника 8 тока, н материале 7 возникает мягнитоакустическийрезонанс (МАР) н различных его областях, физическая природа МАР заключается в резонансном взаимодействии упругой волны частоты у , распространяющейся н материале 7, и прецессииспинов в эАФективном лоле Н , Усло%вие для возникновения МАР оледующее:векторная сумма внешнего Н и внутреннего Н полей должна быть равнойН, ) =Н. + Нвн 61 ф гдегиромягнитное отношение для электронов. Для целей акустической деАектоскопии используются частоты до20 МГц, что дает значение Н =8 Э,Этой величиной можно пренебречь посравнению с Но и Нв их характерныезначения находятся и пределах от сотен до десятков тысяч эрстед) и записать Но = - Нв, Таким образом, в техобластях материала 7, где удовлетворяется это условие, наблюдается МАР.Б связи с тем, что н контролируемыхиэделиях внутреннее поле неоднороднои меняется, например, от -Н, до -1 в,при изменении внешнего поля от Н доН последовательно резонируют различные области иэделия.Резонансная прецессия спинон вызывает резкое уменьшение амплитудызвука, прошедшего через контролируемый материал 7. Изменение амплитудыимпульса, прошедшего через изделие 7,отразившегося от его дна и возвративщегося опять на искатель 2Ао - А(Но) ЬН ЬУ.,где Ао - амплитуда импульса при нулевом внешнем поле (то есть когда ни в одной точке материала 7 нет резонанса);А(НО ) - амплитуда при данном значении внешнего поля;Ь Е - размер резонансной обласВНИИПИ Заказ 414/44 Тираж 847 Подписное Произв,-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 з 3705Обратная функция ,(Н ) дает одномерное распределение внутреннего поля в направлении распространения звука. Таким образом, получив зависимость амплитуды отразивщегос:я от дна контролируемого материала 7 импульса от внещнего поля, проинтегрировав ее и определив обратную функцию, получают распределение внутреннего поля по 10 оси изделия. В связи с тем, что любой дефект приводит к искажению внутреннего поля, появление на кривой А(Н ) экстремумов, дополнительных по сравнению с "чистымизделием, дает 15 возможность осуществлять дефектоскопию контролируемого материала (изде-, лия) 7Для осуществления перечисленных выпе операций с выхода блока 9 селек ции импульс поступает на измеритель 1 О амплитуды импульса, позволяющий получить постоянное напряжение, пропорциональное амплитуде импульса, Выход измерителя 10 соединен с верти кальной разверткой второго индикатора 11 и с входом интегратора 12, в котором осуществляется сдвиг уровня сигнала на величину А , равную амплитуде сигнала в нулевом поле, и произ водится интегрирование, Сигнал с вьгхода интегратора 12 подается на горизонтальную развертку третьего индикатора 13. При изменении магнитного поля Н создаваемого электромагнитом6, на индикаторе 1 отображается зависимость А(Н ), а на индикаторе 13 -восстановленное распределение внутреннего поля, В связи с тем, что зависимость А(Н,) более информативна, 40чем Н (Х), так как представляет собой производную последней, на лей более четко видны различные неоднородности внутреннего поля, свидетельствующие о дефектах, Первьп индикатор4 позволяет осуществить привязку индицируемых дефектов к конкретному месту в материале 7, так как дрстаточно больпие дефекты отображаются навсех трех индикаторах 4,11 и 13, а 50индикатор 4 позволяет достаточно точно оценить расстояние до них. Привязывая местоположение этих дефектов к индицируемым на инди.аторе 13, получают его градуировку непосредственно в единицах расстояния вдоль материала 7. При этом расстояние до мелких дефектов, не видимых на индикаторе 4, оценивается следуюпим образом: по индикатору 11 определяют координаты этих дефектов по полю, затем с помощью индикатора 13 и его предварительной градуировки связывают их с истинным расстоянием от поверхности материала (изделия) 7.В связи с тем, что мелкие дефекты, не видимые с помощью обычной эхоскопии, приводят к значительному искажению внутреннего поля, предлагаемое устройство позволяет значительно повысить чувствительность их определения, Испытания устройства показали, что с его помощью можно получать информацию о дефектах размером порядка десятков микрон, не видимых с помощью ультразвуковых дефектоскопов известных конструкций (возможно даже наблюдение доменной структуры изделия). формула изобретения Устройство для дефектоскопии магнитоупорядоченных материалов, содержащее последовательно соединенные генератор радиоимпульсов, искатель,усилитель и индикатор, и синхронизатор, соединенный с управляющими входами генератора и индикатора, о т -л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения чувствительности, оноснабжено электромагнитом, предназначешым дЛя размещения в нем контролируемого материала, источником токанизкой частоть, один выход которогосоединен с обмоткой электромагнита,последовательно соединенными блокомселекции, подключенным к выходу усилителя, и измерителем амплитуды импульсов, вторым индикатором и интегратором,входы которых соединены с измерителем амплитуды импульсов, третьим индикатором, подключепппм к выходу интеграТора, а второй выход источника тока соединен с вторыми входами второго и третьего индикаторов,