Электромагнитно-акустический преобразователь для неразрушающего контроля

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ РЕСПУБЛИК 19) 29/2 О 6 ОПИСА ЕНИ ВТОРСКО ИДЕТЕЛЬСТВУ 2 ное обьединениудных, металлу энергетически ргии "Днепрче ство СССР 82, 1969,д,В.В,Клюеваего контролявочник мате роение, 1986(71) Научно-производствпо автоматизации горногических предприятийобъектов черной металмета втоматик а"(56) Авторсксе свидетельМ 368538, кл. С 01 й 27/Справочник под реборы для неразрушающриалов и изделий. Спраи изделий М.; Машиностс. 225,Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и изделий и может найти применение в металлургической промышленности для автоматизированного контроля в качестве металлопродукции.Цель изобретения - повышение достоверности контроля за счет использования для контроля двух типов волн - продольнь 1 х и сдвиговых.На фиг. 1 показан электромагнитно-акустический преобразователь на обьекте контроля; на фиг. 2 - высокочастотная катушка индуктивности; на фиг. 3 - схема расположения волновых векторов ультразвуковых волн в объекте контроля; на фиг, 4 - схвма сигналов при работе преобразователя по эхо-методу,Злектромагнитно-акустический преобразователь для неразрушающего контроля(54) ЭЛ Е КТРОМАГНИТНО-АКУСТИЧ ЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ(57) Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и изделий электромагнитно-акустическим методом. Цель изобретения - повышение достоверности контроля - достигается благодаря тому, что в электромагнитно-акустическом и высокочастотную катушку, последняя выполнен восьмеркообразной с параллельными рабочими участками витков, из которых участки,образующие перемычку, расположены на орце среднего стержня магнитопровода, а араллельные им участки - в соответствующих межполюсных промежутках. 4 ил,содержит постоянный магнит с Ш-образным магнитопроводом 1 и высокочастотную катушку 2, выполненную восьмеркообраэной с параллельными рабочими участками 3, 4, 5 витков. Участки 4 витков, образующие перемычку катушки, расположенные на торце среднего стержня 6 магнитопоовода 1, а участки 3, 5 витков расположены в межпол юсн ых промежутках магнитопровода 1. При этом плотность укладки участков 4 витков больше плотности укладки участков 3, 5 витков,Электромагнитно-акустический преобразователь для неразрушающего контроля работает следующим образом,Участки 3, 5 витков катушки индуктивности создают в обьекте 7 контроля вихревые токи 11, которые, взаимодействуя с тангенциальным поляризующим магнитным по 1702295лем, возбуждают продольные упругие смеойщения Ое в направлении ое под углом 90 -Ок поверхности.Вихревые токи 2, возбуждаемые в контролируемом изделии под полюсом электромагнита, вызывают в изделии упругиесдвиговые смещения Оь перемещение которых происходит в направлении от нормалик поверхности объекта 7 контроля,При контроле эхо-методом и использовании преобразователя в качестве обрати,мого зондирующие импульсы в обоих, участках катушек вызывают вихревые токи,, которые, взаимодействуя с поляризующимполем, создают продольные и сдвиговые упругие волны, оаспространяющиеся в объекте контроля, При наличии дефекта имеемдва импульса 01, 02, которые сдвинутыодин относительно другого во времени, адонные импульсы при выполнении условия2Се лп(1)СЯнакладываются,где б - расстояние между витками участков; 3, 5;Се, С 1 - скорость продольных и попе речных объемных упругих волн в материалеконтролируемого изделия;т - частота возбуждаемых упругих ультразвуковых колебаний;и - постоянная, определяемая условия ми контроля;и - толщина контролируемого изделия;- расстояние между центрами участ ков 3-4 и 4 - 5.В результате повышается достоверность контроля, так как упругие волны отражаются от дефекта при падении на него под разными углами, Кроме того, наличие двух сигналов от дефекта позволяет идентифицировать его форму и оценить размеры,Расположение участков 4 витков катушек индуктивности в нормальных, а участков 3, 5 витков в тангенциальных постоянных поляризующих магнитных полях позволяет одновременно возбуждать сдвиговые и продольные объемные упругие ультразвуковые волны, Сдвиговые волны распространяются по нормали к поверхности объекта контроля, а продольные - под углом, Это позволяет получить эхо-сигналы от сдвиговых и продольных объемнцх волн, Расстояние б между витками на участках 3 и 5 выбрано иэ следующих соображений. разность Л хода продольных волн от участков 3 и 5 витков катушки индуктивности внаправлении, составляющим углом О с нормалью к поверхности обьекта контроля, определяется соотношением5 Л=б з 1 ПО (2)Для того, чтобы продольные волны отвитков пассивного участка катушки индуктивности складывались в направлении,составляющем угол О с нормалью к повер 10 хности, необходимо выполнение следующеГо условия,КЛ =2 л и, (3)2 лгде К = - -- волновое число;15 1 - длина упругой волны,Учитывая, что А = -- из соотношенийСе(2) и (3), получимСеп2 ю " .ЬтЛ (4.)Приравнивая время прохождениясдвиговой волны по толщине и контролируемого изделия к времени прохожденияпродольной волны вдоль направления,со 25 ставляющего угол О с нормалью к поверхности объекта контроля, получими 15С 1 гГзТп 0 Се )Подставляя зи О иэ соотношения (5) всоотношение (4), получим выражение (1)СеппСтйЭто условие обеспечивает равенствовремен прихода сигналов продольной и поперечной обьемных волн от донной поверхности изделия,Формула изобретенияЭлектромагнитно-акустический преобразователь для нераэрушающего контроля, содержащий постоянный магнит сШ-образным магнитопроводом и высокочастотную катушку, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения достоверно 45 сти контроля высокочастотная катушкавыполнена восьмеркообразной с параллельными рабочими участками витков. участки витков, образующие перемычкукатушки, расположены на торце среднегостержня магнитопровода, параллельныеим участки витков - в соответствующихмежполюсных промежутках магнитопровода, а плотность укладки участков витков,расположенных на торце среднего стержня магнитопровода, больше плотности укладки участков витков, расположенных вмежполюсных промежутках,1702295 Составитель И,КесоянТехред М.Моргентал Корректор Н,Ревская Редактор М,Товтин Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 4540 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская нэб,. 4/5