Устройство для ультразвукового контроля

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю изделий и материалов и может быть использовано в ультразвуковой дефектоскопии и структуроскопии. Цель изобретения - повышение достоверности контроля достигается благодаря тому, что устройство для ультразвукового контроля, содержащее ЭМА-преобразователь, генератор возбуждения, измерительный блок и индикатор, снабжено усилителем с регулируемым коэффициентом усиления и регулятором амплитудного значения тока возбуждения, один вход которого соединен с генератором возбуждения, а второй - с блоком коррекции. Второй выход блока коррекции подключен к управляющему входу усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, выход которого соединен с входом измерительного блока. Электромагнитно-акустический преобразователь выполнен в виде соосно установленных постоянного магнита, накладки из магнитомягкого материала с центральной полостью, катушки возбуждения, подключенной к выходу регулятора амплитудного значения тока возбуждения, и приемной катушки, подключенной к сигнальному входу усилителя с регулируемым коэффициентом усиления. Датчик коррекции выполнен в виде низкочастотного излучателя воздушного потока, представляющего собой соосно установленные диэлектрическую накладку с радиальным и центральным каналами для сжатого воздуха, мембрану, закрепленную между накладками, и катушку индуктивности, закрепленную на мембране в центральной полости накладки из магнитомягкого материала и подключенную к генератору переменного тока, который выполнен низкочастотным, и пьезоэлемента с центральным отверстием для сжатого воздуха, подключенного к резонансному усилителю. Катушка возбуждения, приемная катушка и пьезоэлемент закреплены на наружной поверхности диэлектрической накладки. 2 ил.

Изобретение относится к неразрушающему контролю изделий и материалов и может быть использовано в ультразвуковой дефектоскопии и структуроскопии.

Известно устройство для ультразвукового контроля изделий и материалов, которое содержит ЭМА-преобразователь, генератор возбуждения с частотой генерации, изменяющейся в зависимости от величины зазора между ЭМА-преобразователем и контролируемым изделием, формиpователь, схему совпадения, триггер, коммутатор, усилитель световой индикации и измеритель [1].

Недостатком данного устройства является низкая достоверность контроля, связанная с тем, что на частоту генератора оказывает влияние не только зазор, но и электрофизические свойства контролируемого изделия и низкая производительность, так как при изменении зазора устройство прекращает работать, сигнализируя об изменении зазора.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для бесконтактного ультразвукового контроля, содержащее генераторы переменного тока и синусоидального напряжения, соединенные с электромагнитно-акустическим преобразователем и смесителем, последовательно соединенные второй фильтр и блок регулируемого запаздывания, включенные между выходом смесителя и вторым выходом первого детектора, второй детектор, включенный между выходом первого фильтра и вторым выходом индикатора, и последовательно соединенные индукторную катушку, резонансный усилитель и блок коррекции, подключенный соответственно к входам коррекции детекторов, а его второй вход подключен к третьему выходу генератора синусоидального тока, второй конец индукторной катушки заземлен [2].

Недостатком известного устройства является низкая достоверность контроля, обусловленная тем, что на сигнал коррекции, формируемый в тракте, состоящем из индукторной катушки, резонансного усилителя и блока коррекции, оказывает влияние не только зазор между контролируемым изделием и ЭМА-преобразователем, но и электрофизические свойства контролируемого изделия.

Цель изобретения - повышение достоверности контроля. Это достигается за счет введения в устройство усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, регулятора амплитудного значения тока возбуждения, один вход которого соединен с генератором возбуждения, а второй вход - с блоком коррекции, второй выход блока коррекции подключен к управляющему входу усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, выход которого соединен с входом измерительного блока, электромагнитно-акустический преобразователь выполнен в виде соосно установленных постоянного магнита, накладки из магнитомягкого материала с центральной полостью. Кроме того, катушка возбуждения подключена к выходу регулятора амплитудного значения тока возбуждения, а приемная катушка - к сильному входу усилителя с регулируемым коэффициентом усиления. Датчик коррекции выполнен в виде низкочастотного излучателя воздушного потока, представляющего собой соосно установленные диэлектрическую накладку с радиальным и центральным каналами для сжатого воздуха, мембрану, закрепленную между накладками, и катушку индуктивности, закрепленную на мембране в центральной полости накладки из магнитомягкого материала и подключенную к генератору переменного тока, который выполнен низкочастотным. Устройство включает пьезоэлемент с центральным отверстием для сжатого воздуха, подключенный к резонансному усилителю. Катушка возбуждения, приемная катушка и пьезоэлемент закреплены на наружной поверхности диэлектрической накладки.

На фиг. 1 изображена конструкция используемого в устройстве ЭМА-преобразователя; на фиг.2 - функциональная схема устройства для ультразвукового контроля.

Устройство содержит электромагнитно-акустический преобразователь, состоящий из постоянного магнита 1, катушки 2 возбуждения и приемной катушки 3, датчик коррекции в виде низкочастотного излучателя из катушки 4 и мембраны 5, накладку 6 из магнитомягкого материала, диэлектрическую накладку 7 с радиальным и центральным каналами для сжатого воздуха, пьезоэлемент 8 с центральным отверстием для сжатого воздуха, низкочастотный генератор 9 переменного тока, последовательно соединенный с катушкой 4, последовательно соединенные измерительный блок 10 и индикатор 11; последовательно соединенные датчик коррекции, резонансный усилитель 12 и блок 13 коpрекции, усилитель 14 с регулируемым коэффициентом усиления и регулятор 15 амплитудного значения тока возбуждения, один вход которого соединен с генератором 16 возбуждения, а другой - с блоком 13 коррекции. Второй выход последнего подключен к управляющему входу усилителя 14 с регулируемым коэффициентом усиления.

После установки изделия в измерительную позицию воздушный поток, формируемый низкочастотным излучателем воздушного потока (катушка 4, мембрана 5) и проходящий через радиальный канал диэлектрической накладки 7, отражается от поверхности изделия и попадает на пьезоэлемент 8. При этом в тракте обратной связи (пьезоэлемент 8, резонансный усилитель 12, блок 13 коррекции) формируются управляющие сигналы, уровень которых зависит от величины зазора между ЭМА-преобразователем и контролируемым изделием, воздействующие на управляющие входы регулятора 15 амплитудного значения тока возбуждения - тракт возбуждения и усилителя 14 с регулируемым коэффициентом усиления - измерительного тракта таким образом, чтобы максимально снизить воздействие, связанное с изменением зазора между ЭМА-преобразователем и контролируемым изделием, на результаты контроля.

Затем скорректированный в соответствии с величиной зазора сигнал возбуждения (ток возбуждения) от генератора 16 возбуждения через регулятор 15 амплитудного значения тока возбуждения поступает в катушку 2 возбуждения, при этом в контролируемом изделии наводятся вихревые токи и в результате пондеромоторного взаимодействия полей последних с полем постоянного магнита в изделии возникают акустические колебания.

Акустические колебания преобразуются приемной катушкой 3 в электрические сигналы, поступающие на вход усилителя 14 с регулируемым коэффициентом усиления, коэффициент усиления которого изменяется под действием управляющего сигнала в зависимости от величины зазора между ЭМА-преобразователем и контролируемым изделием. С выхода усилителя 14 скорректированный сигнал поступает в измерительный блок 10 и с последнего - на индикатор 11 результатов контроля.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ, содержащее генератор возбуждения, электромагнитно-акустический преобразователь, последовательно соединенные измерительный блок и индикатор, генератор переменного тока, а также последовательно соединенные датчик коррекции, резонансный усилитель и блок коррекции, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, оно снабжено усилителем с регулируемым коэффициентом усиления и регулятором амплитудного значения тока возбуждения, один вход которого соединен с генератором возбуждения, а другой вход - с блоком коррекции, второй выход блока коррекции подключен к управляющему входу усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, выход которого соединен с входом измерительного блока, электромагнитно-акустический преобразователь выполнен в виде соосно установленных постоянного магнита, накладки из магнитомягкого материала с центральной полостью, катушки возбуждения, подключенной к выходу регулятора амплитудного значения тока возбуждения, и приемной катушки, подключенной к сигнальному входу усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, а датчик коррекции выполнен в виде низкочастотного излучателя воздушного потока, представляющего собой соосно установленные диэлектрическую накладку с радиальным и центральным каналами для сжатого воздуха, мембрану, закрепленную между накладками, и катушку индуктивности, закрепленную на мембране в центральной полости накладки из магнитомягкого материала и подключенную к генератору переменного тока, который выполнен низкочастотным, и пьезоэлемента с центральным отверстием для сжатого воздуха, подключенного к резонансному усилителю, а катушка возбуждения, приемная катушка и пьезоэлемент закреплены на наружной поверхности диэлектрической прокладки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2