Электромагнитно-акустический способ неразрушающего контроля дефектов изделий из ферромагнитных материалов и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться при неразрушающем контроле качества проката и изделий из ферромагнитных материалов. Цель изобретения - повышение надежности и точности за счет увеличения отношения сигнал/шум. Накачка осуществляется от генератора 4 прямоугольных импульсов для увеличения коэффициента усиления. Возбуждающими катушками 15,16 возбуждаются нормальная и тангенциальная составляющие электромагнитного поля. Использование нормальных и тангенциальных составляющих поля дает эффективную развязку источников колебаний. Параметрическое усиление компенсирует затухание информативного сигнала в результате потерь при прямом и обратном электромагнитно-акустическом преобразовании, в результате чего получается большое отношение сигнал/шум. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) А1 (5ц 4 С 01 N 29/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /

К АBTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬ(;ТВУ

1 (21) 3992613/25-28 (22) 20.12.85 (46) 15.12.89. Бюл.1(46 (71) Институт проблем моделирования в энергетике АН УССР и Львовский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) В.А.Гуляев, А.И.Стасюк, В.М.Чаплыга н Я.Г,Притуляк (53) 620.179.16(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1(998939, кл, С Ol N 29/00, 1983. (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНО-АКУСТИЧЕСКИЙ

СПОСОБ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ДЕФЕКТОВ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРНАЛОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может испольэовать. ся при неразрушающем контроле качест2 ва проката и иэделий из ферромагнитных материалов. Цель изобретения — повышение надежности и точности за счет увеличения отношения сигнал/шум.

Накачка осуществляется от генератора

4 прямоугольных импульсов для увеличения коэффициента усиления. Возбуждающими катушками 15, 16 возбуждаются нормальная и тангенциальная составляющие электромагнитного поля. Использование нормальных и тангенциальных составляющих поля дает эффективную развязку источников колебаний. Параметрическое усиление компенсирует затухание информативного сигнала в результате потерь при прямом и обратном электромагнитно-акустическом преобразовании, в результате чего получается большое отношение сигнал/шум. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

1529098

Изобретение относится к измеритель ной технике и может использоваться при неразрушающем контроле качества проката и изделий из ферромагнитных материалов.

Цель изобретения — повышение надежности и точности контроля путем увеличения отношения сигнал/шум.

На фиг.! представлена эквивалент- lð ная схема акустического резонатора; на фиг.2 — блок-схема устройства, реализующего способ.

Эквивалентная электрическая схема акустического резонатора, представля- 15 ющая собой параллельный колебатель— иый контур, состоит из нелинейных элементов 1 и ? индуктивности и емкости соответственно, последовательно соединении с эквивалентной индуктив-,20 ! постыл 3 обмоток возбуждения электромагнитно-акустического преобразователя, через которые подают энергию возбуждения сигнала на частоте и энергию накачки на частоте 25

2й

Устройство, реализующее способ, содержит по следон ательно соединенные перестраиваеьа.N генератор 4 прямоу ольных импульсов, делитель 5 часто- Зр ты, фазосдвигающий блок 6, генератор

7, фазовый детектор 8 и сумматор 9, последовательно соединенные источник

10 постоянного магнитного поля, контролируемый объект 11, приемную катушку

12 индуктивности, усилитель 13 и амплитудный детектор 14, выход которого соединен с входом сумматора 9, первую возбуждающую катушку 15, вход которой соединен с вторым выходом генера- 40 тора 7, а выход — с контролируемым объектом ll и вторую возбуждающую катушку 16, первый вход которой соединен с вторым выходом генератора 4 прямоугольных импульсов, а выход — 45 с контролируемым объектом 11.

Сущность способа заключается в следующем.

В контролируемом изделии, которое представляют как акустический резонатор с собственной частотой

7î

2d где V — скорость распространения о 55 ультразвуковых копебаний в металле;

Й вЂ” толщина контролируемого иэделия.

Осуществляют параметрическое усиле— ние информативного сигнала. В результате синфазного периодического изменения энергоемких параметров акустического резонатора, определяющих его частоту, происходит параметрическое усиление акустических колебаний. При этом образуется одноконтурный параметрический усилитель с синхронной накачкой и,когда разность фаз между сигналом и накачкой(ф =О,получают наибольший коэффициент усиления (2) мсе кс

2 где Р— добротность эквивалентного акустического резонатора;

m — - глубина модуляции энергоемкого параметра.

Параметрическое усиление позволяет компенсировать затухание информативного сигнала в результате потерь при прямом и обратном электромагнитноакустическом преобразовании, которое

-6 имеет величину 10 — 10

Устройство работает следующим образом.

С выхода генератора 4 прямоугольных импульсов снимаются прямоугольные импульсы с удвоенной частотой акустического резонанса f Через последовательно соединенные делитель

5 частоты и фазосднигающий блок 6, н котором компенсируется сдвиг фазы между воздействующим сигналом накачки и первой гармоникой отклика, возникающей вследствие наличия в ферромагнитном материале объекта 11 гистерезиса, синхронизируется генератор

7 гармонического сигнала, настроенный на резонансную частоту

Выходные сигналы с генераторов 4 и 7 поступают на возбуждающие катушки

15 и 16, которые возбуждают соотнетственно нормальную и, тангенциальную составляющие электромагнитного поля, которые, взаимодействуя между собой и полем источника 10 постоянного маг— нитного поля, возбуждают и усиливают в контролируемом объекте ll ультразвуковые колебания на резонансной частоте f . Наведенный в приемной катушке 12 индуктивности сигнал усиливается усилителем 13 и подается на фазовый и амплитудный детекторы 8 и 14, с выходов которых снимается информация об амплитуде и фазе сигнала, а с сумматора 9 снимается результирующий сигнал.

1529098

Формул а и з о б р е т е н и я

Составитель В.Писаревский

Техред Л. Сердюкова Корректор С.Черни

Редактор С.Лисина

Заказ 7e33/38

Тираж 789

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óêãîðîä, ул. Гагарина,101

I ° Электромагнитно-акустический способ неразрушающего контроля дефек5 тов иэделий иэ ферромагнитных материалов, заключающийся в том, что контролируемое изделие подмагничивают постоянным магнитным полем, возбуждают электромагнитно-акустическим преобразователем ультразвуковые колебания в изделии на частоте f, собственного акустического резонанса изделия и по отклику электромагнитно-акустического преобразователя определяют качество иэделия, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и точности контроля, ультразвуковые колебания на частоте собственного акустического резонанса изделия воз- 20 буждают посредством тангенциальной составляющей электромагнитного поля, одновременно посредством нормальной составляющей синхронизированного с первым электромагнитного поля в иэде- 25 лии возбуждают ультразвуковые колебания на удвоенной частоте собственного акустического резонанса изделия, 2. Устройство для злектромагнитйбакустического нераэрушающего контроля дефектов изделий иэ ферромагнитных материалов, содержащее последователь" но соединенные генератор и возбуждающую катушку индуктивности, приемную катушку индуктивности, источник постоянного магнитного поля, амплитудный детектор, фазовый детектор и сумматор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и точности контроля, оно снабжено последовательно соединенными генератором прямоугольных импульсов, делителем частоты и фазосдвигающим блоком, выход которого подключен к управляющему входу генератора, второй возбуждающей катушкой, подключенной к генератору прямоугольных импульсов, и усилителем, включенным между приемной катушкой и амплитудным детектором, выход которого соединен с первым входом сумматора, к второму входу которого подключен выход фазсвого детектора, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами генератора и усилителя.