Электромагнитно-акустический преобразователь

О П И С А Н И Е (и) 532048ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Соииалистических Республик(51) М. Кл.з б 01 Я 29/04 с присоединением заявки Государственный комитет Совета Министров СССР, А. Привалов, И. Л. Игнатинский и 1) Заявител Всесоюзный научно-исследовательский институт по разр разрушающих методов и средств контроля качества мат в 4) ЭЛЕКТРОМАГНИТНО-АКУСТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛ Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в ультразвуковой,дефектоскопии.Известен электромагнитно-акустический преобразователь, содержащий электромагнит, ин дуктивную катушку с равноудаленными одна от другой и электрически соединенными секциями, каждая из которых выполнена с прямолинейными участками 1. Направления намотки выбраны из условия противофазности 1 о тока в участках. Однако такой преобразователь неравномерно чувствителен по диапазону ,рабочих частот, так как его секции находятся на жестко фиксированном расстоянии одна от другой, что делает его чувствительность ча стотно-зависимой, и при изменении параметров иопытуемых материалов, например толщины листа, она ухудшается.Известен электромагнитно - акустический преобразователь, содержащий электромагнит 2 о и расположенную между его полюсами катушку с равноудаленными друг от друга секциями, причем катушка выполнена в виде рамки с криволинейными пазами, представляющами собой части окружностей, в которых разме щены удлиненные стороны секций 2. Рамка выполнена,поворотной в плоскости ее расположения. Такое выполнение преобразователя повышает его чувствительность и позволяет возбуждать различные типы нотр мальных ЗО воли. Однако повышение чувствительности за счет некоторой фокусировки возбуждаемых волн недостаточно для выявления мелких несплошностей, а поворот, рамки приводит к появлению нескольких мод возбуждаемых нормальных воли, что в некоторых случаях усложняет применяемую аппаратуру.Наиболее близким по технической су 1 щности и достигаемому результату к описываемому является электромагнитно-акустический преобразователь, содержащий наматничивающие катушки и высокочастотную обмотку, секции которой размещены параллельно и равноудаленно одна от другой с возмож 1 ностью плавленого параллельного сближения между собой 13. Расстояния между секциями одинаковы и могут изменяться с помощью шарнирно-стержневого устройства. Изменяя расстояние между секциями, можно добиться синфазности токов в секциях для волн заданной длины, т. е. на задаиной частоте при данной длине волны обеспечить максимальную чувствительность и таким образом выделить определенный тип волны.Однако в таком преобразователе шарнирностержневой механизм не позволяет сближать секции друг к другу настолько близко, чтобы работать в оптимальных условиях на достаточно высокой частоте, например- 10 мГц, Максимальному сближению секций препят45 5055 60 65 ствуют, во-первых, размеры шарниров и ширина стерженей, во-вторых, неравенство их длин, зависящих от точности разметки и обработки. Невозможность вплотную сблизить секции обмотки снижает верхнюю границу диапазона рабочих частот, а следовательно, и чувствительность.С целью повышения чувствительности путем увеличения верхнего предела рабочих частот предлагаемый электромагнитно-акустический преобразователь енабжен двумя траверсами с механизмом синхронного поворота их, а секции высокочастотной обмотки натянуты между ними и расположены одна от другой яа расстоянии полуволны нижней границы диапазона рабочих частот ультразвуковых колебаний,Кроме того, механизм синхронного,поворота траверс выполнен в виде двух ведомых зубчатых колес, на которых жестко укреплены траверсы, и входящего с ними в зацепление ведущего зубчатого колеса, расположенного между ними.На фиг, 1 показан предлагаемый преобразователь при положении высокочастотной обмотки на нижней границе диапазона рабочих частот, общий вид; на фиг. 2 - то же,при положении высокочастотной обмотки в промежуточной части диапазона рабочих частот; на фиг. 3 - разрез по А - А на фиг. 1; ыа фиг. 4 - разрез по Б - Б на фиг. 3 (вариант крепления, секций высокочастотной обмотки на траверсе); на фиг. 5 - сечение по В - В на фиг. 3.Электромагнитно-акустический преобразователь состоит из двух поворогных треверс 1, натянутых между ними секций 2 высокочастотной обмотки, подковообразного ферромагнитного сердечника 3 и закрепленных на нем намагничивающих катушек 4. Траверсы жестко укреплены на валах 5 ведомых зубчатых колес 6 и 7, которые сцеплены с ведущим зубчатым колесом 8, а на валу 9 последнего укреплена ручка управления 10. Ведомые зубчатые колеса 6 и 7 и ведущее колесо 8 установлены в подшипниках корпуса 11. К корпусу крепится подковообразный ферромагнитный сердечник 3. На траверсах,1 укреплены выступы 12 из упругого материала, например резины. На этих выступах укреплены (например приклеены) торцы (лобовые части) секций 2 высокочастотной обмотки.Для удобства размещения и крепления высокочастотной обмотки часть ее секций 2, прилегающая к торцам, уложена в пазы-прорези 13, п,роделанные на траверсах 1. Удлиненная часть секций 2 высокочастотной обмотки натянута между траверсами и расположена в воздухе.На фиг, 5 показано сечение, примененное для высокочастотеой обмотки биметаллического провода, на котором обозначены в центре в стальной керн 14, медное покрытие 15 -5 10 15 20 25 30 35 40 на периферии и наружная изоляция 16 (шелковая или эмалевая).Электромагнитно-акустический преобразователь подносят к проверяемому изделию 17. Намагничивающие катушки 4 создают постоянное магнитное поле в проверяемом изделии 17, а высокочастотная обмотка удлиненными частями своих секций 2 возбуждает на его поверхности высокочастотное электромагнитное поле. Оба поля, взаимодействуя между собой, возбуждают в контролируемом изделии упругие колебания. Поворачивая ручку управления 10 и, следовательно, ведущее колесо 8, одновременно поворачивают на угол а и ведомые зубчатые колеса 6 и 7. Укрепленные на валках этих колес траверсы 1 синхронно поворачиваются 1 на тот же угол а.При повороте траверс 1 удлиненные части секций 2 высокочастотной обмотки, соединенные,между собой так, что токи в соседних пространственно разнесенных полусекциях протекают со сдвигом на 180 эл, град. сближаются между собой на требуемое расстояние. В переделе это расстояние мондино сделать равным нулю, т. е. сблизить удлиненные части секций 2 между собой вплотную, Таким образом, наибольшая частота рабочего диапазона возбуждаемых в проверяемом изделии ультразвуковых колебаний определяется удвоенным диаметром применяемого биметаллического провода, включая толщину изоляционного слоя,Бескаркасное размещение секций 2 высокочастотной обмотки на траверсах и наличие яа последних упругих выступов позволяет вплотную сближать между собой удлиненные части секций, так как упругие выступы предотвращают возможное провисание проводов и при поворотах (при настройке преобразователя на новый типоразмер контролируемого изделия) скрадывают, проявление механической неточности в изготовлении деталей преобразователя.Формула изобретения1. Электроматнитно-акустический преобразователь, содержащий яамагничивающие катушки и высокочастотную обмотку, секции которой размещены параллельно и равноудаленно одна от другой с возможностью плавного параллельного сближения между собой, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности путем увеличения верхнего предела рабочих частот, он снабжен двумя траверсами с механизмом синхронного поворота их, а секции высокочастотной обмотки Батянуты между ними и расположены одна от другой на,расстоянии полуволны нииней границы диапазона рабочих частот ультразвуковых колебаний,2. Преобразователь 1 по и. 1, отл ич а ю щийся тем, что механизм синхронного пово. рота траверс выполнен в виде двух ведомыхзубчатых колес, на которых жестко укреплены траверсы, и входящего с ними в зацепление ведущего зубчатого колеса, расположенного между ними.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 6 1. Авт. св. СССР М 357518, .Ч. Кл,- 6 01 Ж 29/04, 1972. 2. Авт. св. СССР М 375546, .1. Кл.- "6 01 Х 29/04, 1973. 5 3. Патент ГДР45283, М. Кл.- 42 К 46/06,1966 (прототип),Типография, пр. Сапунова Изд.1665ПИ Государственного ком по делам изобрет 113035, Москва, Ж,Тираж 1029 тета Совета Министров ний и открытий аушская наб., д. 4/5