Сканирующий электромагнитно-акустический преобразователь

СОЮЗ СОВЕТСКИХшилвмщсиипРЕСПУБЛИК щ) С 01 И 29/24 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ой дефектоскопии, толщи- других ультразвуковых из ультразвунометриимерениях. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР Н АВТОБУСНОМУ СИИДЕТЕ/ЬСТВУ(71) Научно-производственное объединение по автоматизации горнорудных, металлургических предприятий и энергетических объектов черной металлургии "Днепрчерметавтоматика (72) О.В.Неволин, В.И.Таран, Р,Н,Ванжа, В,И.Плахотник и Е.В.Холод (53) 620.179. 16 (088.8)(56) Авторское свидетельство СССР Р 1118913, кл. С 01 И 29/04, 1984,Авторское свидетельство СССР В 563622, кл. С 01 М 29/04, 25.07.74.Авторское свидетельство СССР В 1370549, кл, С О 1 И 29/04,25.08.86, (54) СКАНИРУЮЩИЙ ЗЛЕКТРОМАГНИТНОАКУСТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение касается неразрушающего контроля материалов и изделий и может быть использовано в ультразвуковой дейектоскопии, толщинометрии и других ультразвуковых измерениях, Цель изобретения - повышение чувствительности и достоверности контроля. Преобразователь содержит магнитную систему, корпус, закрепленный в корпусе приемно-возбуждающий блок, включающий соленоидальную обмотку, размещенную на цилиндрическом диэлектрическом каркасе, установленном с возможностью вращения вокруг своей бси, два электропроводящих экрана в виде Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и изделий и может быть использовано в.80171 982 А 1 шайб, закрепленных на торцах каркаса, а также вторую соленоидальную обмотку, закрепленную на цилиндрическом каркасе, установленном внутри первого каркаса соосно с ним и жестко закрепленном на оси корпуса, и два жестко соединенных с корпусом цилиндрических экрана, первый из которых размещен соосно внутри второго каркаса, а второй экран выполнен со сквозным продольным разрезом и охватывает первую обмотку по наружной поверхности. Иагнитная система установлена снаружи приемно- возбуждающего блока в зоне продольного разреза, образуя с ним рабочий зазор. Вращающаяся обмотка является активным элементом преобразователя, а закрепленная обмотка служит для связи преобразователя с усилительно-генераторным блоком, при этом токосъем осуществляется через неподвижные кон с, такты, что значительно повышает чувствительность контроля. В рабочем режиме преобразователя каждый участок витков вращающейся обмотки в момент контакта с контролируемой поверхностью является рабочим, тем самым обеспечивается беспрерывный по времени акустический контакт, что повышает достоверность контроля, а расположе- ре 1 ние электропроводящих экранов относительно обмоток устраняет внешние поме хи и тем самым повышает достоверность контроля. 1 з,п. Ь-лы, 2 ил.Известен электромагнитно-акустический преобразователь (ЭМАП), содержагий цилиндрический корпус из электропроводящего материала, размещенныев нем электромагнит с магнитопроводомброневого типа и диэлектрическуюпластину с закрепленной по ее внешнему диаметру возбуждающей катушкой,привод, ротор, расположенный в отверстии центральной части магнитопроводаи имеющий кольцевые контакты и прилегающие к ним контактные щеткиНаторцевой части ротора закреплена вторая диэлектрическая пластина с расположенными на ее диаметрально противоположных сторонах двумя плоскими регистрирующими индуктивными катушками, которые соединены с кольцевымиконтактами,. 20В рабочем режиме одновременно слинейными перемещениями контролируемого изделия вращается регистрирующая катушка на роторе. Передача сигнала от регистрирующей катупп:и к измерителю осуществляется через кольцевые контакты и щетки, при этом снижается качество электрического контактаи появляются низкочастотные электрические помехи, что снижает чувствительность контроля,Известен также электромагнитноакустический преобразователь, содержащий источник постоянного магнитногополя, трансформатор, первичная обмот- Зка которого служит для связи преобразователя с усилительно-генераторнымблоком, а вторичная обмотка выполнена в виде витка, при этом виток имеет форму цилиндра с прорезью вдоль 40образующей и петли из металлическогопроводника малой толщины. Петля замыкает прорезь и расположена под полюсом источника постоянного магнитногополя. 45В указанном ЭМАП активным элементом является петля. Такое конструктивное решение не обеспечивает постоянного зазора между контролируемым изделием и активным элементом, что снижает чувствительность контроля, особенно это существенно при скоростных режимах контроля.Наиболее близким к предлагаемому является сканирующий электромагнит- но-акустический преобразователь, содержащий корпус, магнит и катушку индуктивности, выполненную в виде соленоида и размещенную в диэлектрическом эластичном основании, котороеохватывает замкнутый цилиндрическийдиэлектрический каркас с заземленными металлическими экранами на торцах.Магнит расположен и жестко закрепленв полости каркаса, а последний закреплен в корпусе с возможностью вращения вокруг своей оси.В рабочем режиме преобразовательперекатывается по контролируемой поверхности изделия, Через катушку индуктивноети пропускают импульс тока,который, протекая через активный ееучасток, образованный параллельнымиотрезками проводников, расположенныймежду магнитом и поверхностью контролируемого изделия, вызывает у последнего колебания с максимально одинаковой амплитудой. В режиме приема используется обратное явление. Соединение катушки индуктивности с потенциальным проводом кабеля осуществляетсяс помощью двух подвижных контактов,образованных шариками и подвижнымипружинами,Недостатками сканирующего ЭМАПявляются осуществление токосъема подвижными контактами, что снижает чувствительность и достоверность контроля, а также ограничение активной (рабочей) зоны катушки индуктивности,обусловленное конструктивным расположением магнита относительно катушкииндуктивности. Использование постоянных магнитов для создания магнитногополя ограничивает область примененияданного ЭМАП.Кроме того, в преобразовании участвует только та часть энергии, которая образована участками витков, находящихся в момент контроля в рабочейзоне преобразователя, остальная частьэнергии, образованная участками витков, находящихся вне рабочей зоны,является реактивной и приводит в режиме излучения к перегрузке возбуждающего генератора, а в режиме приема - к появлению наводок.Цель изобретения - повьппение чувствительности и достоверности контроля путем обеспечения беспрерывногоакустического контакта и надежногоэкранирования.Указанная цель достигается тем,что сканирующий электромагннтно-акустический преобразователь снабжен второй соленоидальной обмоткой, закрепленной на цилиндрическом каркасе, установленном внутри первого каркаса -соосно с ним и жестко закрепленном на оси корпуса, двумя жестко соединенными с корпусом цилиндрическими экранами, первый из которых размещен соосно внутри второго каркаса, а второй экран выполнен со сквозным продольным разрезом и охватывает первую обмотку по,наружной поверхности. Иагнитная система установлена снаружи приемно- возбуждающего блока и в зоне продольного разреза образует с ним рабочий зазор.На фиг.1 предстаВлен сканирующий электромагнитно-акустический преобра 1 зователь; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.Преобразователь содержит магнитную систему 1, первую соленоидальную обмотку 2, размещенную на цилиндрическом каркасе 3, который закреплен на оси 4 корпуса (не показан) с возможностью вращения вокруг своей оси. На торцах каркаса 3 закреплены электро- проводящие экраны 5 в виде шайб. Вторая соленоидальная обмотка 6 расположена на полом каркасе 7, который жестко закреплен на оси 4 и установлен Внутри КЯРКЯСЯ 3. ЛВЯ цилиндрических полых электропроводящих экрана 8 и 9 жестко соединены с корпусом преобра- -ователя. Экран 8 размещен соосно внутри каркаса 7, а экран 9 охватывает по наружной поверхности с минимальным зазором 10 вращающуюся обмотку 2. 5 Экран 9 выполнен со сквозной продольной прорезью, расположенной над рабочей зоНой преобразователя, Контролируемое изделие 11 размещается в зазоре между вращающейся соленоидальной обмоткой 2 (в зоне прорези экрана 9) и магнитной системой 1 преобразователя.Сканирующий электромагнитно-акустический преобразователь работает следующим образом.Контролируемое изделие 11 перемещается в зазоре между соленоидальной обмоткой 2 и магнитной системой 1, при этом по его поверхности перекаты вается обмотка 2. В режиме излучения от генератора импульсов (не показан) по соленоидальной обмотке 6 протекает ток, наводящий вторичный ток в обмотке 2, который вызывает в контролируемом изделии 11 вихревые токи, Взаимодействие вихревых токов с постоянным или импульсным магнитным полем магнитной системы 1 возбуждает в изделии 11 ультразвуковые колебания. В режиме приема участки витков соленоидальной обмотки 2, соприкасающиеся с поверхностью контролируемого иэделия 11, воспринимают переменное электромагнитное поле, появляющееся в результате взаимодействия отраженных упругих ультразвуковых колебаний в изделии 11 с, магнитным полем магнитной системы 1. Далее ЭДС обмотки 2 трансформируется в обмотку 6 преобразователя и поступает на усилительно-приемный блок (не показан).Формула изобретения1. Сканирующий электромагнитноакустический преобразователь, содержагий магнитную систему, корпус, закрепленный в корпусе приемно-возбуждающий блок, включающий соленоидальную обмотку, размещенную на. цилиндрическом диэлектрическом каркасе, установленном с возможностью поворота вокруг своей оси, и два электропроводящих экрана в виде шайб, закрепленных на торцах каркаса, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности и достоверности контроля, он снабжен второй соленоидальной обмоткой, закрепленной на цилиндрическом каркасе, установленном внутри первого каркаса соосно с ним и жестко закрепленном на оси корпуса, двумя жестко соединенными с корпусом цилиндрическими экранами, первый иэ которых размещен соосно внутри второго каркаса, а второй экран выполнен со сквозным продольным разрезом и охватывает первую обмотку по наружной поверхности.2. Преобразователь по и. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что магнитная система установлена снаружи приемно-возбуждающего блока и в зоне продольного разреза образует с ним рабочий зазор.1719982Составитель Р,Ванжадактор А.Лежнина Техред И.Дидык Корректор. А,Обручар Заказ 768 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1