Электромагнитно-акустический преобразователь

ОП ИСА ИЗОБРЕТ К АВТОРСКОМУ СВИД 111 580503 Е Союз Советски оциалистически РеспубликЬСТВ ополнительное к авт, свид-ву Кч 2 6 01 Х 29/04 2338248/ Заявлено 22.03.76 (2 с присоединением за вкиГосударственный комитет Совета Министров СССР 3) Приорит 21,179,14088.8)та опубликования описания 02.11.77(72) Авторы из обретен и натинский ремеенк 71) Заявитель Л ЕКТРОМАГ Н ИТ НО-АКУС 1 И Ч ЕСКИ РАЗОВАТЕЛЬ т в мертвую Всесоюзныи научно-исслнеразрушающих методов и Изобретение относится к области неразрушающего контроля качества материалов и может быть использовано для контроля труб и прутков без вращения преобразователей и контролируемых изделий.Известен электромагнитно-акустический приемно-передающий преобразователь для контроля цилиндрических изделий, содержащий подмагничивающее устройство и две цилиндрические проходные катушки (11.Недостатком этого устройства является весьма малая чувствительность к продольным дефектам.Известен электромагнитно-акустический преобразователь для контроля цилиндрических изделий, содержащий проходную катушку индуктивности, установленную соосно с электромагнитом, охватывающим в процессе измерения контролируемую трубу (2.Недостаток такого устройства в невозможности использовать его для контроля цилиндрических изделий любого диаметра из-за его весьма низкой чувствительности к дефектам продольной ориентации, вследствие преобладания осевого смещения в возбуждаемой таким преобразователем ультразвуковой волне, При этом волна ссскользит вдоль дефекта и не вызывает отражений от него; если же возбудить сдвиговую волну по толщине, то отраженный от дефекта сигнал невозмо;кно обнавательский институт по разработкеедств контроля качества материалов ружить из-за того, что он попадаезону.Наиболее близким к изобретечию по технической сущности является электромагнитно акустический преобразователь для неразрушающего контроля, содержащий цилиндрический магнитопровод, соосно установленные у его торцов намагничивающие обмотки н две концентрично с ним расположенные высоко частотные катушки индуктивности (31. Однако такое устройство невозможно использовать для контроля дефектов продольной ориентации в цилиндрических изделиях малого диаметра из-за мертвой зоны, обусловленной со размерностью длительности импульса, обегающего цилиндрическое изделие, и времени прохождения ультразвуковых колебаний по периметру цилиндрического изделия малого диаметра. Кроме этого, при контроле изделий любого диаметра известное устройство имеет мертвую зону, обусловленную тем, что при прохождении дефектов под приемным преобразователем отраженные от него упругие импульсы сольются с кольцевыми и дефект может быть пропущен. Все это снижает надежность контроля.Для повышения надежности контроля впредлагаемом устройстве витки одной катушки уложены по спирали левого направления, 30 второй - по спирали правого направления с5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 шагом, превышающим диаметры катушек, амагнитопровод выполнен из двух частей, установленных с возможностью взаимного перемещения в осевом направлении совместно свысокочастотными катушками индуктивности.На чертеже изображена принципиальнаясхема описываемого устройства,Устройство содержит цилиндрический разьемный магнитопровод, выполненный из двухчастей 1 и 2, установленных с возможностьювзаимного перемещения в осевом направлении; установленные у его торцов намагничивающие обмотки 3, 4, концентрично с нимирасположенные высокочастотную возбуждающую катушку 5 индуктпвности и высокочастотную приемную катушку 6 индуктивности.Внутри последних помещается в процессеконтроля изделие 7. На продольный дефект 8падает ультразвуковая волна 9 и отражаетсяультразвуковая волна 10, Обмотки возбуждающей катушки 5 и приемной катушки 6уложены в пазы 11, нарезанные по спирали12 с шагом, в несколько раз превышающимдиаметр самих катушек.Части магнитопровода соединены винтомфиксатором 13. Последний дает возможностьрегулировать расстояние между высокочастотными катушками 5 и 6 индуктивности.В обеих частях корпуса ЭМАП установлены фи; ьеры 14 и упоры 15 для фиксации проверяемого изделия и катушек.Устройство работает следующим образом.При проверке качества контролируемое изделие 7 пропускают через фильеры 14 катушек 5, 6, фиксированных упорами 15. Высокочастотное поле возбуждающей катушки 5 индуктивности вызывает в изделии вихревыетоки. В результате взаимодействия последнихс постоянным полем намагничивающей обмотки 4 в изделии возбуждается упругая ультразвуковая волна 9, которая распространяетсяперпендикулярно к каждому из витков, уложенных в пазы 11 возбуждающей катушки 5,и в силу этого имеет вид спирали. Отраженная от продольного дефекта 8 ультразвуковаяволна 10 распространяется также по спирали(обратный виток) и принимается приемнойкатушкой 6 индуктивности в присутствии намагничивающей обмотки 3. Наличие у возбуждающей катушки 5 индуктивности витков,уложенных по спирали 12 с шагом, намногопревышающим диаметр катушки, позволяетвозбуждать упругую УЗ-волну 9 на поверхности изделия по спирали.Место расположения приемной части преобразователя относительно передающей части для материалов контролируемых изделий, имеющих разные скорости распространения УЗ-колебаний, различно, так как при этом изменяется время распространения прямой и отраженной УЗ-волн. Это место находят путем взаимного перемещения частей магнитопровода совместно с высокочастотными катушками индуктивности в осевом направлении.Витки одной катушки уложены по спирали левого направления, а второй - по спирали правого направления с шагом, намного превышающим диаметры катушек. Путь (а следовательно, и время) распространения ультразвукового импульса до продольного дефекта 8 увеличивается прямо пропорционально количеству витков ультразвуковой волны 9, обегающей изделие по спирали, длина нескольких витков которой всегда больше длины одного витка по периметру. Таким образом, как бы мал ни был периметр цилиндрического изделия, всегда можно, выполнив шаг УЗ луча весьма малым, увеличить путь распространения ультразвукового луча до дефекта и сделать его всегда большим длительности самого импульса.Этому же способствует и расположение приемной катушки за дефектом. Таким образом, исключается мертвая зона. Формула изобретения Электр о магнитно-акустический преобразователь для неразрушающего контроля, состоящий из цилиндрического магнитопровода, соосно установленных у его торцов намагничивающих обмоток и двух концентрично с ними расположенных высокочастотных катушек индуктивности, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности контроля, витки одной катушки уложены по спирали левого направления, второй - по спирали правого направления с шагом, превышающим диаметры катушек, а магнитопровод выполнен из двух частей, установленных с возможностью взаимного перемещения в осевом направлении совместно с высокочастотными катушками индуктивности.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США2656714, кл. 73 - 67, 1953.2. Авторское свидетельство СССР390434, кл. й 01 Х 29/04, 1973.3. Авторское свидетельство СССР 346660, кл. б 01 М 29/04, 1969,380503 7 б 2 4 б 77 Редактор И. Марголис Подписное Заказ 246178 Изд885 Тираж 1109 НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5