Вибромагнитно-акустический преобразователь

(55 0 01 й 29/04 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН брете тельно дно дл ийел относится к контрольноехнике и может быть исефектоскопии материалов ой отрасли машиностроеизмерипольэои издения. о-аку ащий агнит ическ о Шор ым эл очаст ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ(71) Днепропетровский научно-исследовательский институт технологии машиностроения и Всесоюзный научно-исследовательский институт по разработке неразрушающих методов и средств контроля качества материалов(56) Авторское свидетельство СССР Ь 1180787, кл. 6 01 й 29/04, 1984.Авторское свидетельство СССР М 1370549, кл. 0 01 й 29/04, 1986.Авторское свидетельство СССР М 1283651, кл, 6 01 й 29/04, 1985 (прототип).(57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть исвестен сканирующий вибромагнитстический преобразователь, содеркорпус, внутри которого размещены , основание из эластичного диэлектого материала, имеющего твердость у 70-76 с залитым в него индуктивементом, выполненным в виде высоотной плоской катушки, и прижимной."7 2пользовано для дефектоскопии материалов и изделий. Целью изобретения является повышение чувствительности, что достигается за счет увеличения коэффициента преобразования магнитного поля и разрешающей способности преобразователя. В данном преобразователе магнитная система выполнена в виде цилиндрического полого 7 и стержневого 8 магнитов, расположенных концентрично и обращенных одноименными полюсами в противоположные стороны, между которыми установлена вставка 11 из диэлектрического материала. Нерабочие торцы магнитов 7 и 8 закрыты ферромагнитной пластинОй 9, а рабочие торцы - ферромагнитной пластиной 10 с отверстием в центре, в котором расположена катушка 3 индуктивности, в центре которого установ- З лена также ферромагнитная пластина 12, Такая конструкция преобразователя позволила повысить коэффициент поебразования магнитного поля и повысить чувствительность. 1 ил,механизм, а снаружи установлен сепаратор с подвижными опорами в виде шариков 1,Недостатком этого вибромагнитно-акустического преобразователя является ограниченная область применения, так как он обладает сравнительно малым коэффициентом преобразования, иэ-за чего мал диапазон контролируемых неметаллических материалов по толщине и по акустическим свойствам, а именно невозможно контролировать неметаллы с большим затуханием УЗК, т. е. область применения его ограничена. Низкий коэффициент преобразования упреобразователя-аналога обусловлен конструктивным решением, а именно, выполнением магнита в виде стержня.Известен сканирующий вибромагнитноакустический преобразователь, содержащий корпус, магнит и индуктивный элемент, размещенный в диэлектрическом эластичном основании и выполненный в виде соленоида, охватывающего замкнутый цилиндрический, диэлектрический каркас с металлическими торцами-экранами, установленный с возможностью вращения на оси в корпусе, а магнит расположен в полости каркаса и разноименными полюсами обращен к рабочей поверхности преобразователя 2.Данный преобразователь обладает значительно лучшими техническими характеристиками по сравнению с приведенными преобразователями-аналогами. Однако в ряде случаев необходимо осуществлять контроль материала в труднодоступных местах, например возле вертикальных стенок или других выступающих участков поверхности. Преобразователь-аналог в силу своих конструктивных особенностей для этого неприемлем, так как оставляет неконтролируемый участок шириной, равной радиусу индуктивного элемента - соленоида, который составляет несколько десятков мили- метров. Поэтому область его применения ограничена.Ъ Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является виброэлектромагнитно-акустический преобразователь, содержащий корпус, размещенные в нем магнитную систему, кольцевое основание из эластичного диэлектрического материала с закрепленной в нем катушкой индуктивности и поджимной механизм, а также закрепленный на внешней поверхности корпуса сепаратор с подвижными опорами в виде шариков 3.Данный преобразователь обеспечивает плоский фронт возбуждаемой волны, но также обладает низким коэффициентом преобразования, так как использует горизонтальную составляющую поля постоянного магнита, которая составляет около 40 оь общего поля, создаваемого магнитной системой, что является недостатком преобразователя.Целью изобретения является повышение чувствительности, что достигается за счет обеспечения более высокого коэффициента преобразования магнитного поля и улучшения отношения сигнал/шум.На чертеже изображен предлагаемый преобразователь, общий вид, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Преобразователь содержит корпус 1, размещенные в нем магнитную состему (на чертеже не показана), кольцевое основание 2 из эластичного диэлектрического материала с закрепленной в нем катушкой 3 индуктивности, поджимной механизм 4, закрепленный на внешней поверхности корпуса 1 сепаратор 5 с подвижными опорами 6 в виде шариков, магнитная система выполнена в виде концентрически расположенных цилиндрического полого магнита 7 и стержневого 8 магнита, ориентированных одноименными полюсами в противоположныестороны, ферромагнитных пластин 9 и 10, соединяющих торцы магнитов 7 и 8, размещенной в зазоре между магнитами 7 и 8 вставки 11 из диэлектрического материала, один торец которой, обращенный к пластине 9, соединяющей нерабочие торцы магнитов 7 и 8, в сечении имеет треугольную форму, а кольцевое основание 2 закреплено в кольцевом зазоре магнитов 7 и 8 со стороны рабочих торцов. Ферромагнитная пластина 10 выполнена с отверстием в центре, в котором расположено основание 2 с катушкой 3 индуктивности, в центре которого также установлена ферромагнитная пластина 12. Исследуемый материал обозначен позицией 13,Преобразователь работает следующим образом.При возбуждении УЗ-колебаний через катушку 3 индуктивности пропускают импульс тока, Переменное магнитное поле, создаваемое катушкой 3 индуктивности, взаимодействуя с полем магнитной системы, вызывает механические колебания катушки 3, которые передаются благодаря хорошему акустическому контакту из основания 2 в исследуемый материал 13. Возбуждаемые УЗ-колебания наряду с контролируемым материалом распространяются в материале диэлектрической вставки 11, Доходя до ее верхнего торца, выполненного наклонно, и отражаясь подглом к вертикали, дно очисленно переотражаясь от боковых граней вставки 11, практически полностью затухают и не вносят погрешности в возбуждаемое УЗ-колебание.При работе преобразователя в качестве приемного происходит обратное явление, а именно упругие колебания за счет хорошего акустического контакта между основанием 2 и поверхностью контролируемого изделия 13 с небольшими потерями проходят в материал основания 2 и заставляют катушку 3 индуктивности совершать механические колебания в поле магнитной системы В катушке 3 индуктивности колеблющейся в. Лончаков оррек аз 59 ВНИИ Тираж ПодписноеГосударственного комитета по изобретениям и открытиям при Г113035. Москва. Ж. Раушская наб., 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 постоянном магнитном поле, наводится ЭДС с частотой. равной частоте прошедших упругих колебаний, амплитудой и длительностью, пропорциональными амплитуде и длительности упругих колебаний. Процесс 5 затухания колебаний, прошедших через основание 2 и катушку 3 во вставку 11 аналогичен процессу затухания при возбуждении колебаний.Ф о р мул а изобретения 10 Вибромагнитно-акустический преобразователь, содержащий корпус, размещенные в нем магнитную систему, кольцевое основание из эластичного диэлектрического материала с закрепленной в нем катуш кой индуктивности и поджимной механизм, а также закрепленный на внешней поверхности корпуса сепаратор с подвижными опорами в виде шариков, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности, магнитная система выполнена в виде концентрически раСположенных полого цилиндрического и стержневого магнитов, ориентированных одноименными полюсами в противоположные стороны, ферромагнитных пластин, соединяющих торцы магнитов, и размещенной в зазоре между магнитами вставки из диэлектрического материала, один торец которой, обращенный к пластине, соединяющей нерабочие торцы магнитов, в сечении имеет треугольную форму, а кольцевое основание закреплено в кольцевом зазоре магнитов со стороны рабочих торцев.