Электромагнитно-акустический способ неразрушающего контроля дефектов изделий из ферромагнитных материалов и устройство для его осуществления

(9) (1) А 1 б) 4 С О 1 В 29/04 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИЗОБРЕТЕНИЯ /ВИДЕТЕЛЬ(;ТВУ(71) Институт проблем моделирован в энергетике АН УССР и Львовский технический институт им, Ленинско комсомола(56) Авторское свидетельство СССР Ф 998939, кл, С 01 Н 29/00, 1983. (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНО-АКУСТИЧЕСКИЙ СПОСОБ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ДЕФЕК ТОВ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИА ЛОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕ- НИЯ ияполиго(57) Изобретение относится к измерительной технике и может использовать ся при неразрушающем контролЕ качес ОПИСАН И К АВТОРСКОМУ ва проката и иэделий из ферромагнитныхматериалов. Цель изобретения - повышение надежности и точности за счетувеличения отношения сигнал/шум,Накачка осуществляется от генератора4 прямоугольных импульсов для увеличения коэффициента усиления, Возбуждающими катушками 15, 16 возбуждаютсянормальная и тангенциальная составляющие электромагнитного поля, Использование нормальных и тангенциальныхсоставляющих поля дает эффективнуюразвязку источников колебаний. Параметрическое усиление компенсируетзатухание информативного сигналав результате потерь при прямом и обратном электромагнитно-акустическомпреобразовании, в результате чегополучается большое отношение сигнал/шум. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.Изобретение относится к измерительной технике и может использоватьсяпри неразрушающем контроле качествапроката и изделий из Ферромагнитныхматериалов,Цель изобретения - повышение надежности и точности контроля путемувеличения отношения сигнал/шум,1 а Фиг. представлена эквивалентная схема акустического резонатора;на фиг,2 - блок-схема устройства,реализующего способ.Эквивалентная электрическая схемаакустического резонатора, представляющая собой параллельный колебатель -иый контур, состоит из нелинейныхэлементов 1 и 2 индуктивности и емкости соответственно, последовательносоединенных с эквивалентной индуктив-,20постыл 3 обмоток возбуждения электромагнитно-акустического преобразователя, через которые подают энергиювозбуждения сигнала на частоте Гои энергию накачки на частоте 252 оУстройство, реализующее способ,содержит последонательно соединенныеперестраиваемый генератор 4 прямоугольных импульсов, делитель 5 частоты, фазосдвигающий блок 6, генератор7, фазовый детектор 8 и сумматор 9,последовательно соединенные источник10 постоянного магнитного поля, контролируемый объект 11, приемную катушку12 индуктивности, усилитель 13 и амплитудный детектор 14, выход которогосоединен с входом сумматора 9, первуювозбуждающую катушку 15, вход которой соединен с вторым выходом генератора 7, а выход - с контролируемымобъектом 11, и вторую возбуждающуюкатушку 16, первый вход которой соединен с вторым выходом генератора 4прямоугольных импульсов, а выход - 45с контролируемым объектом 11.Сущность способа заключается вследующем.В контролируемом изделии, котороепредставляют как акустический резонатор с собственной частотойЧо2 сгде Ч - скорость распространения о 55 ультразвуковых копебаний в металле; Й - толщина контролируемого иэделия.Осуществляют параметрическое усиле -ние информативного сигнала, В результате синфазного периодическогоизменения энергоемких параметров акустического резонатора, определяющихего частоту, происходит параметрическоеусиление акустических колебаний. Приэтом образуется одноконтурный параметрический усилитель с синхронной накачкой и,когда разность фаз между сигналом и накачкой 4 =0,получают наибольший коэффициент усиления(2)1 -- Я2где (,- добротность эквивалентногоакустического резонатора;ш - глубина модуляции энергоемкого параметра,Параметрическое усиление позволяет компенсировать затухание информативного сигнала в результате потерьпри прямом и обратном электромагнитноакустическом преобразовании, которое4 -6имеет величину 10 - 10Устройство работает следующимобразом,С выхода генератора 4 прямоугольных импульсов снимаются прямоугольные импульсы с удвоенной частотойакустического резонанса Г. Черезпоследовательно соединенные делитель5 частоты и фазосднигающий блок 6,н котором компенсируется сдвиг Фазымежду воздействующим сигналом накачки и первой гармоникой отклика, возникающей вследствие наличия в Ферромагнитном материале объекта 11 гистерезиса, синхронизируется генератор7 гармонического сигнала, настроенный на резонансную частотуВыходные сигналы с генераторов 4 и 7поступают на возбуждающие катушки15 и 16, которые возбуждают соотнетственно нормальную и, тангенциальнуюсоставляющие электромагнитного поля,которые, взаимодействуя между собой иполем источника 10 постоянного маг -нитного поля, возбуждают и усиливаютв контролируемом объекте 11 ультразвуковые колебания на резонанснойчастоте 1 . Наведенный в приемной катушке 12 индуктивности сигнал усиливается усилителем 13 и подается наФазовый и амплитудный детекторы 8и 14, с выходов которых снимаетсяинформация об амплитуде и фазе сигнала, а с сумматора 9 снимается результирующий сигнал.5 1529098формула изобретения Составитель В.ПисаревскийТехред Л. Сердюкова Корректор С.Черни Редактор С.Лисина Заказ 7 Ь 33/38 Тираж 789 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5. Электромагнитно-акустический способ неразрушающего контроля дефек 5 тов иэделий иэ ферромагнитных материалов, заключающийся в том, что контролируемое изделие подмагничивают постоянным магнитным полем, возбуждают электромагнитно-акустическим преобразователем ультразвуковые колебания в изделии на частоте Г, собственного акустического резонанса изделия и по отклику электромагнитно-акустического преобразователя определяют качество иэде лия, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности и точности контроля, ультразвуковые колебания на частоте собственного акустического резонанса изделия возбуждают посредством тангенциальнойсоставляющей электромагнитного поля,одновременно посредством нормальнойсоставляющей синхронизированного спервым электромагнитного поля в иэделии возбуждают ультразвуковые колебания на удвоенной частоте собственногоакустического резонанса изделия,2. Устройство для злектромагнитйдакустического нераэрушающего контроля дефектов изделий иэ ферромагнитных материалов, содержащее последователь" но соединенные генератор и возбуждающую катушку индуктивности, приемную катушку индуктивности, источник постоянного магнитного поля, амплитудный детектор, фазовый детектор и сумматор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и точности контроля, оно снабжено последовательно соединенными генератором прямоугольных импульсов, делителем частоты и фазосдвигающим блоком, выход которого подключен к управляющему входу генератора, второй возбуждающей катушкой, подключенной к генератору прямоугольных импульсов, и усилителем, включенным между приемной катушкой и амплитудным детектором, выход которого соединен с первым входом сумматора, к второму входу которого подключен выход фазсвого детектора, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами генератора и усилителя.