Электромагнитно-акустический преобразователь

ая а.явдей- сть акущий у его тивкринамикон сный в вищ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОУУ СВИДЕТЕЛЬС(71) Украинский научно-исследовательскийинститут металлов и Кузнецкий металлургический комбинат им. В,ИЛенина(56) Авторское свидетельство СССРМ 415567, кл, 0 01 й 29/04, 1971,Авторское свидетельство СССРМ 577456, кл. 0 01 г 1 29/04, 1976.Болдырев Ю.П. и др, Контроль качестварельсов с помощью электромагнитно-акустических преобразователей. - Дефектоскопия, 1975, М 4, с. 33.(54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНО-АКУСТИЧЕСКИЙПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и предназначено для использования преимущественно в черной металлургии, а также в машиностроении и судостроении при контроле электропроводных изделий в потоке производства.Известен электромагнитно-акустический преобразователь, содержащий намагничивающий блок и высокочастотную катушку индуктивности, выполненную в виде концентрических колец, соединенных между собой, при этом диаметр внутреннего кольца равен половине длины волны возбуждаемых ультразвуковых колебаний. 50 1698745(57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и предназначено для использования преимущественно в черной металлургии. а также в машиностроении и судостроении при контроле электропроводных изделий в потоке производства. Цель изобретения - повышение чувствительности благодаря увеличению числа витков катушки индуктивности в рвжиме приема. Электромагнитно-акустический преобразователь содержит корпус, электромагнит, размещенные под полюсным наконечником электромагнита первую и вторую катушки индуктивности, при закрытых и открытых, нормально закрытых ключах образуются соответственно параллельный колебательный контур в режиме о излучения и последовательный колебательный контур в режиме приема. 4 ил. Недостатком известного устройст ляется то, что высокочастотная катуш ляется восприимчивой к электромагни импульсным помехам, в результате во ствия которых снижается достовер контроля. Известен также электромагнитн стический преобразователь, содерж электромагнит и расположенную межд полюсами индукционную катушку инду ности с равноудаленными друг от друга воли нейн ы ми удл инен н ыми. старо секций, представляющие собой части центрических окружностей, один полю наконечник электромагнита выполнен1698745 20 40 де части кольца, концентрически обхватывающего первый полюсный наконечник.Недостатком этого устройства является то, что высокочастотная катушка индуктивности подвержена воздействию электромагнитных помех. В результате достоверность дефектоскопии снижается.Наиболее близким к предлагаемому является электромагнитно-акустический преобразователь, содержащий корпус, электромагнит, плоскую катушку индуктивности, размещенную на рабочем торце преобразователя под полюсным наконечником электромагнита, первый нормально закрытый ключ, вход которого является входом преобразователя, а выход соединен с одним концом катушки индуктивности, второй нормально закрытый ключ, соединяющий второй конец катушки индуктивности с корпусом, а также два конденсатора.К недостаткам прототипа можно отнести то, что компенсация электромагнитных помех происходит только в нерабочих участках катушки индуктивности. Рабочий участок подвержен воздействию электромагнитных помех, что приводит к снижению чувствительности. Цель изобретения - повышение чувствительности благодаря увеличению числа витков катушки индуктивности в режиме приема.На фиг.1 показана схема включения элементов электромагнитно-акустического преобразователя; на фиг,2 - схема расположения катушек индуктивности; на фиг.З - эквивалентная схема включения катушек индуктивности в режиме излучения ультразвуковых импульсов; на фиг,4 - эквивалентная схема включения катушек индуктивности в режиме приема ультразвуковых импульсов.Электромагнитно-акустический преобразователь содерхит электромагнит с полюсным наконечником 1, корпус 2, первую плоскую катушку 3 индуктивности, размещенную на рабочем торце 4 преобразователя под полюсным наконечником 1, вторую плоскую катушку 5 индуктивности, расположенную между катушкой 3 и полюсным наконечником 1, первый нормально закрытый ключ 6, вход 7 которого является входом преобразователя и через первый конденсатор 8 соединен с корпусом 2, а выход ключа ,6 соединен с концами катушек 3 и 5. Другой конец катушки 5 соединен с корпусом 2, Электромагнитно-акустический преобразователь содержит такхе второй нормально закрытый ключ 9, соединяющий второй конец катушки 3 с корпусом, и второй конденсатор 10, подключенный к второму концу катушки 3, а второй конец конденсатора 10 является выходом 11 преобразователя. При этом параметры катушек 3 и 5 и конденсаторов 8 и 10 выбраны из условия равенства резонансных частот контуров, образуемых соответственно при закрытых и открытых ключах 6 и 9 (фиг.З и фиг.4) соответственно.При изготовлении преобразователя необходимо подбирать величины емкостей конденсаторов 8 и 10 такими, чтобы резонансная частота параллельного контура фиг.З), образованного конденсатором 8 с параллельно ему включенными катушками 3 и 5, равнялась резонансной частоте последовательного контура (фиг.4), образованного катушками 3,5 и конденсатором 10 в режиме приема. Так как конденсаторы 8 и 10 электрически развязаны, то эту операцию очень удобно производить экспериментально при подсоединенных к другим устройствам дефектоскопа на входе 7 и выходе и при наличии изделия 12 под преобразователем на заданном расстоянии Ь 1. Расстояние п 2 между катушками 3 и 5, а та кке расстоя ние Ьз между пол юсн ы ми наконечником 1 и катушкой 5 определяется экспериментально, исходя из условия минимизации уровня электромагнитных помех, принимаемых преобразователем,Электромагнитно-акустический преобразователь работает следующим образом.В процессе дефектоскопии изделие 12 размещается под преобразователем, К полюсному наконечнику 1 подводится постоянное магнитное поле, На вход 7 подается мощный радиоимпульс тока, Ключи 6 и 9 открываются, В образованном конденсатором 8 и катушками 5 и 3 параллельном резонансном контуре (фиг.З) формируется резонанс токов частота радиоимульсов тока должна совпадать с резонансной частотой образованного контура). Взаимодействие переменного и постоянного магнит 45 ных полей в изделии 12 приводит к появлению импульса ультразвуковых колебаний,После прекращения воздействия импульсатока ключи б и 9 закрываются, создавая приемный последовательный контур, образо 50 ванный катушками 3, 5 и конденсатором 10.Принятые отраженные из изделия 12 импульсы подаются на выход 11,При появлении электромагнитной помехи на катушках 3 и 5 наводятся ЭДС. Так55 как катушки 3 и 5 включены в режиме при-.ема встречно, то наводимая помеха вычитается и на выход преобразователя непоступает, Таким образом, уменьшаетсявлияние электромагнитных помех на результаты дефектоскопии.Кроме того, при приеме ультразвуковыхимпульсов наводится ЭДС как на катушке 3,так и на катушке 5. Но из-за более далекогорасположения катушки 5 от контролируемого участка изделия 12 наводимая на ней 5ЗДС полезного сигнала незначительная ипрактически не сказывается на результатахдефектоскопии. В то же время из-за дифференциального включения катушек 3 и 5 врежиме приема, расположенных на различном расстоянии от контролируемого участкаизделия 12, происходит частичная компенсация влияния случайных изменений зазорав процессе дефектоскопии на ее результаты. 15Таким образом, повышение чувствительности обеспечивается путем вычитанияэлектромагнитной помехи из полезного сигнала, а также частиной компенсации случайных изменений зазора между высокочастотной катушкой и изделием, которая особенно эффективна в процессе поточной дефектоскопии прокатных изделий: рельсов,балок, швеллеров, заготовок и других,Формула изобретения 25Электромагнитно-акустический преобразователь, содержащий корпус, злектромагнит, плоскую катушку индуктивности, размещенную на рабочем торце преобразователя под полюсным наконечником электромагнита, первый нормально закрытый ключ, вход которого является входом преобразователя, а выход соединен с одним концом катушКи индуктивности, второй нормально закрытый ключ, соединяющий второй конец катушки индуктивности с корпусом, а также два конденсатора, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности, он снабжен второй плоской катушкой индуктивности, расположенной между первой катушкой и полюсным наконечником, один конец второй катушки соединен с первым концом первой катушки, второй конец второй катушки соединен с корпусом, вход первого ключа соединен через первый конденсатор с корпусом, второй конец первой катушки подключен к второму конденсатору, второй конец которого является. выходом преобразователя, а параметры катушек и конденсаторов выбраны из условия равенства резонансных частот резонансных контуров, образуемых соответственно при закрытых и открытых ключах.1698745 Составитель И.Кесоя Техред М.Моргентал Корректор Н.Ревска Реда кто олинич Заказ 4 оизводсгвенно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 0 Тираж Подписное ПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5