Способ возбуждения механических сил в упругой среде

 

СПОСОБ ВОЗБУЖДЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СИЛ В УПРУГОЙ СРЕДЕ, заклюГ1 . iJ чающийся в том, что создают в материале переменное магнитное поле двух частот с помощью катушки индуктивности , отличающийся тем, что, с целью повышения его эффективности на разностной частоте, магнитное поле изменяют, с частотами, соответствующими уровню 0,5-0,9 от максимальной величины фазового вектора , действительная часть которого составлена из суммы вносимых в катушку реактивных сопротивлений на каждой из частот, а мнимая - из разности активных сопротивлений.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСИУБЛИН (19) (11) 3 (51) С 01 N 29/04

)

Ц /

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHGMV СВИДЕТЕПЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОтнРытий (21) 3418920/25-28 (22) 06.04.82 (46)07.07.83. Бюл. 9 25 (72)В. Б. Ремезов и Ю. М. Шкарлет (71)Научно-исследовательский институт интроскопии (53)620.179.16(088.8) (56)1. Авторское свидетельство СССР

)) 275488, кл. G 01 N 29/04, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

)) 632400, кл . G 01 N 29/04, 1977 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ВОЗБУЖДЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СИЛ В УПРУГОЙ СРЕДЕ, заключающийся в том, что создают в материале переменное магнитное поле двух частот с помощью катушки индуктивности, отличающийся тем, что, с целью повышения его эффективности на разностной частоте

Ф магнитное поле изменяют с частотами, соответствующими уровню 0,5-0,9 от максимальной величины фазового вектора, действительная часть которого составлена из суммы вносимых в катушку реактивных сопротивлений на каждой из частот, а мнимая — из разности активных сопротивлений .

1027б06

Изобретение относится к области получения акустических колебанкй электромагнитно-акустическим (ЭМА ) способом и может быть использовано для дефектоскопки изделий.

Известен способ возбуждения механических скл электромагнитно-акустическим способом, заключающийся в том, что сначала через электромагнит пропускают видеок;пульс тока„ создающий подмагничииание, а затем к 10 электромагнитно-акустическому преобразователю подводят зондирующий кмпульс.

Эондирующкй импульс вызывает появление вихревых токов, в результате взаимодействия которых с полем подмагничивания возникают механические силы (1 ).

Способ имеет следующие недостатки.

Диапазон частот ультразвуковых колебаНКЙ, ВOЗ буждс ЕМЫХ ВЫШC CПИ СаlIHЫМ СПО собом, ограничен сверху характеристической частотой, что, например, ограничивает область применения ультразвуковых дефектоскопов, кспользуюцих для возбуждения ультразвука ЭМА способ, снижая его разрешающую способность. Кроме того, при реализации этого способа возникают трудности прк отстройке на пркеме полезного сигнала от помех из-за. близости по частоте зондирующего импульса и спектра принимаемого сигнала, так как амплитуда зондирующего импульса на несколько порядков больше амплитуды при нкмс1емого сигнала °

Накбслее близким по технической сущности к предлагаемому является способ возбуждения механических сил в упругой среде, заключающийся в том, что создают в материале переменное магнитное поле двух частот 40 с помощью катушки индуктивности.

Переменные электромагнитные поля двух частот возбуждают в изделии вихревые токк двух частот, взаимодействие которых с переменным 45 магнитным полем обеих частот пркводит к возникновению механических сил на удвоенных частотах по отношению к каждой из частот, на суммарной и на разностной L2).

Недостатком способа возбуждения механических сил является низкая эффективность, обусловленная большой потребляемой мощностью.

Цель изобретения — повышение эффективности способа возбуждения меха-55 нических сил на разностной частоте.

Поставленная цель достигается за счет того, что в способе возбуждения механических сил в упругой среде, заклюгающемся в том, что создают в 60 материале переменное магнитное поле двух частот с помощью катушки индуктивности, магнитное поле изменяют с частотами, соответствующими уровню

0,5-0,9 от максимальной величины фазового вектора, действительная часть которого составлена из суммы вносимых в катушку реактивных сопротивлений на каждой из частот, а мнимая — из разности активных сопротивлений.

Создают в материале переменное магнитное поле двух частот с помощью катушки индуктивности. Для того, чтобы эффективность возбуждения была достаточной, необходимо, чтобы амплитуда колебательной скорости была не ниже уровня 0,5 от максимального значения. Следует отметить, что для всех реальных случаев максимальное значение амплитуды колебательной скорости получить невозможно.

Для практического применения способа значение амплитуды колебательной скорости ограничивается сверху величиной 0,9 от максимальной. Амплитуда

I«,îëåáàòeëüHoé скорости возбуждаемых на разностной частоте упругих волн определяется выражением

ЗГИ Э Г 1

hhK ": 2„ Г E (;-1) (1-24 +С Е(Ч1-1Р Е(" 1-2Я где К вЂ” числовой коэффициент, определяемый соотношением величины эквивалентного зазора к величине эквивалентного радиуса катушкир

Э 3 — амплитуды токов 1 и 2 чаm1! ГПл стот ° л (711 ) — мнимая часть функции (1 (ф дл верхней частоты возбужденияi (1 2) — мнимая часть Функции 9.,()3о) для нижней частоты возбуждения ;

К (Ч ) — действительная часть функ-, ции 1(p ) для верхней частоты возбуждения ; (Ч ) — действительная часть функ1-2 ции 9,((о) для нижней частоты возбуждения.

Ка« видно из формулы, амплитуда колебательной скорости упругих волн, возбуждаемых на разностной частоте гропорциональна абсолютной величине квадратного корня из суммы, слагаемыми которой являются квадрат суммы мнимых частей, вносимых в катушку датчика сопротивлений и квадрат разности действительных частей, т.е. другими словами пропорциональна .величине фазового вектора, действительная часть которого составлена из суммы вносимых в катушку реактивных сопротивлений, а мнимая часть из разности активных сопротивлений, вносимых в катушку.

Амплитуда колебательной скорости ьозбуждаемых на суммарной частоте упругих волн определяется выражением

1027606

И=КЗ 3 х

\Т

Составитель Р. Восканян

Редактор Е. Лушникова Техред C.Ìèãóíoâà Корректор А, Повх

Заказ 4730/48 Тираж 873 Подписное

8ИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и .открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Гроектная, 4

Как видно из формулы, амплитуда колебательной скорости упругих волн. возбуждаемых на суммарной частоте пропорциональна абсолютной величине квадратного корня иэ суммы, слагаемы" ми которой является квадрат суммы мнимых частей, вносимых в катушку 10 датчика сопротивлений и квадрат суммы действительных частей, т.е. другими словами пропорциональна величине фазового вектора, действительная часть которого составлена из 15 суммы вносимых в катушку реактивных сопротивлений, а мнимая — иэ суммы активных. Как для разностной частоты, так и для суммарной значение амплитуды колебательной скорости ограничивается значениями 0,5-0,9 от максимальной величины фазового вектора.

Таким образом, благодаря изменению магнитного поля с частотами, соответствуюшими уровню 0,5-0,9 от максимальной величины фазового вектора, действительная часть которого составлена иэ суммы вносимых в катушку реактивных .сопротивлений на каждой иэ частот, а мнимая - из разности активных сопротивлений, повышается эффективность способа возбуждения механических сил на раэностной частоте.