Электромагнитно-акустический дефектоскоп

(9 у ( 1 И 29/ АНИЕ ИЗОБРЕТЕН О АВТОРСКОМУ ЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 1(71) Научно-производственное объединение поавтоматизации горнорудных металлургическихпредприятий и энергетических объектов черной металлургии"Днепрчерметавтоматика"(56) Авторское свидетельство СССРМ 905771, кл. 6 01 й 29/04, 1980.Авторское свидетельство СССРМ 794491, кл. 6 01 й 29/04, 1978,(57) Изобретение относится к средствамбесконтактной ультразвуковой дефектоскопии металлических материалов и изделий,Целью изобретения является повышениеточности контроля. Это достигается тем, чтопреобразователь дефектоскопа состоит израздельных возбуждающей 4 и приемной 5 катушек, подключенных соответственно к генератору 1 и усилителю 2, возбуждающая катушка - многовитковое кольцо, приемная - две многовитковые рамки 9 и 10, соединенные последовательно согласно по магнитному потоку, витки пары противоположных сторон каждой рамки образуют пару вогнутых полуколец, а рамки размещены в одной плоскости так, что образуют кольцо, возбуждающая катушка расположена над кольцом приемной катушки и обе катушки закреплены под рабочим торцом магнита 6, посредством одного конденсатора обеспечивается настройка в резонанс на частоту сигнала выходной цепи генератора, другим конденсатором - входной цепи усилителя, Существенный признак - раздельное выполнение катушек возбуждения И приема и придание приемной катушке такой формы, при которой достигается нулевая связь взаимной индуктивности между излучающей и приемной катушками при непосредственном их наложении одной на другую. 1 ил,Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может использоваться в неразрушающем контроледефектов металлоизделий электромагнитно-акустическим методом. 5,елью изобретения является повышение точности контроля за счет улучшениявременной разресающей способности дефектсскопа,На чертеже приведена блок- хема электрома гнитно-акустического дефектоскопа(зазор и увеличен, в реальности и - О).Дефектоскоп содержит генератор 1 зондирщющих импульсов, усилитель 2 принимаемых сигналов, преобразователь 3, 15включающий раздельные возбуждающую 4и приемную 5 катушки с магнитом б, конденсаторы 7 и 8. Кат вка 4 выполнена в видемноговиткового кольца, имеет Ю витков иподключена к выходу генератора 1, катушка 205 состоит из двух м оговлтковых эквивалентных рамок 9 и 10, соединенных между собой в точке а последовательно согласно помагнитному потоку, имеет Ил витков по1- Яп витков в каждой рамке) и подключена к 252входу усилителя 2. Витки одной пары и ротйвоположных сторон каждой из рамок 9 и 10образуют пару вогнутых полуколец, подобных половине кольца возбуждающей катушки 4, а сами рамки размещены ч одной 30плоскости так, что полукольцо рамки 9 иполукольцо рамки 10 образуют кольцо, соосное с катушкой 4 и являющееся активнойчастью приемной катушки 5, Возбуждающая кольцевая катушка 4 расположена соосно над кольцом приемной катушки 5,катушки 4 и 5 установлены под рабочимторцом магнита б. Конденсатор 7 совместнос возбуждающей катушкой 4 образует па.раллельный колебательный контур, подключенный к выходу генератора 1, аконденсатор 8 совместно с приемной катушкой 5 образует также параллельный контур, подключенный к входу усилителя 2.Емкости конденсаторов 7 и 8 выбраны такими, что обеспечивается настройка в резонанс нэ рабочую частоту УЗК генератора 1и усилителя 2.Дефектоскоп работает следующим образом, 50Генератор 1 формирует в возбуждающей катушке 4 зондирующий сигнал - пачкусинусоидальных колебаний ультразвуковойчастоты, наводящий на поверхности контролируемого изделия не показано) вихревые токи. В поле магнита б вихревые токивозбуждают в изделии сдвиговые ультразвуковые волны радиальной поляризации,диаграмма направленности которых определяется формой катушки 4 и представляет собой полый конус, расходящийся вглубь изделия, Индуктивность катушки 4 возбуждения, задаваемая числол й/, витков, выбрана (небольшой) из условия оптимального согласования с небольшим выходным импедансом зондирующего генератора 1, благодаря чему используется максимальная мощность генератора 1, е катушке 4 возбуждается большой ток и, в конечном счете, достигается высокая эФфективность возбуждения УЗК в изделии.Отраженные (например, от противоположной стороны изделия) сдеигоеые ультразвуковые волны в наложенном магнитном поле магнита б трансформируются в электромагнитные колебания, которые принимаются смежными полукольцами, образующими кольцо, рамок 9 и 10, нахсдящимися непосредственно под возбуждающей катушкой 4, в зоне ее диаграммы направленности, Так кэк витки в полукольцах кольца катушки 5 соединены последовательно согласно по магнитному потоку, наводимая в них ЭДС суммируется, Благодаря выбору большого числа Юп витков приемной катушки 5 (И/лИв) оптимальному ее согласованию с высоким входным импедансом усилителя 2, увеличивается зффектиеность принимаемых магнитоакустических токов,Выбором емкости конденсатора 7 производится настройка в резонанс на рабочую частоту возбуждающего контура, а емкостью 8 настраивается в резонанс на зту же частоту приемный контур, вследствие чего дополнительно повышается общая чувствительность дефектоскопа, достигая максимального значения,Оригинальное выполнение приемной катушки объясняется следующим. Известно, что при непосредственном наложении двух катушек, например кольцевых, одной на другую между ними имеется взаимная индуктивная связь, достигающая наибольшего значения при их соосности, т.е. при возбуждении переменного сигнала в одной из катушек е другой из них наводится ЗДС, достигающая максимума при максимальной связи катушек. ПГ л рас 1 оложении кольцевой катушки над симметричной рамкой, витки пары противоположных стопон которой выполнены е виде вогнутых внутрь рамки полуколец, индуктивная связь между ними становится равной нулю при совмещении оси кольца катушки с осью полукольца рамки, При смещении оси полукольца рамки относительно оси кольцевой катушки, подключенной к источнику переменного сигнала, в рамке наводится ЭДС, причем характерно то, что полярность наводимой ЗДС изменяется на противоположную при1 б 19162 Составитель В,филиновТехред М.Моргентал Корректор С.Шекмар Редактор И.Горная Заказ 43 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 13035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 изменении на противоположное направления смещения рамки (относительно положения с "нулевой" связью), В дефектоскопе выбрано такое положение рамок 9 и 10 приемной катушки 5, при котором их индуктивная связь с воэбуждаюшей катушкой 4 равна нулю, и, следовательно, при возбуждении в катушке 4 зондирующего сигнала в катушке 5 ЭДС не наводится.Дефектоскоп обладает высокой точностью за счет высокой временной разрешающей способности. Его "мертвая" эона очень незначительна и определяется точностью выбора положения рамок приемной катушки относительно возбуждающей кагушки и, в идеальном случае, может быть сведена к нулю. При этом она не зависит от эффективности дефектоскопа в целом и, в частности, от добротности приемного контура его преобразователя.Формула изобретения Электромагнитно-акустический дефектоскоп, содержащий генератор, усилитель, конденсаторы и преобразователь, включающий магнит и расположенные под ним соответственно возбуждающую и приемную катушки индуктивности, подключен ные соответственно к генератору иусилителю, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности контроля, возбуждающая катушка выполнена в виде многовиткового кольца, приемная катушка 10 выполнена из двух многовитковых рамок,соединенных последовательно согласно по магнитному потоку, витки пары противоположных сторон. каждой рамки образуют пару вогнутых полуколец, подобных половине 15 кольца возбуждающей катушки, рамки размещены в одной плоскости так, что образуют кольцо, соосное с возбуждающей катушкой, один конденсатор подключен параллельно выходу генератора, другой - вхо ду усилителя, а емкости конденсатороввыбраны из условия настройки в резонанс на частоту сигнала выходной цепи генератора и входной цепи усилителя.