Электромагнитно-акустический преобразователь

 

О П И С А Н И Е 111 563622

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Со!аз Советским

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25.07.74 (21) 2049978 28 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 30.06.77. Бюллетспь М 24

Дата опубликования описания 20.07.77 (51) М. Кл.- б 01Ч! 29/04

Государственный комитет

Совета ввинистров СССР по делам изобретений (53) УДК 620.179.16 (088.8) и открытий (72) Авторы изобретения

С. Н. Шубаев, Ю. М. Шкарлет, В. А. Зйчин, В. Г. Зйчина, П. Ф. Шаповалов и А. И. Бутенко (71) Заявитель (54) ЗЛ ЕКТРОМАГН ИТНО-АКУ СТИ Ч ЕСКИ Й ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к области неразрушающего контроля качества материалов и может быть использовано для измерения толщины и выявления дефектов в металлических изделиях машиностроительной, металлургической промышленности и т. д.

Известен электромагнитно - акустический преобразователь, содержащий катушку индуктивности с активными и пассивными участками.

Однако в данном устройстве при работе возникает высокий уровень помех.

Также известен электромагнитно-акустический преобразователь, выполненный в виде трансформатора, первичная обмотка которого подключена к усилительно-генераторному блоку дефектоскопа (или толщиномера), а вторичная обмотка выполнена в виде массивного витка. В состав преобразователя входит также источник постоянного магнитного поля (электромагнит, постоянный магнит), необходимый для осуществления электромагнитноакустического преобразования. Массивный виток имеет прорезь и одной из своих сторон обращен к контролируемому изделию, С помощью этого витка осуществляется подвод электромагнитной энергии к металлу при возбуждении (при прямом преобразовании) и съем энергии при приеме (обратном преобразовании) .

Существенным недостатком известного устройства является относительно низкий коэффициент прямого и обратного преобразования.

Это объясняется наличием дополнительных

5 потерь, возникающих пз-за замыкания части полезного тока по тем участкам поверхности вторичного витка, которые расположены вблизи его стороны, электромагнптно связанной с контролируемым изделием.

10 Цель изобретения — повысить коэффициент преобразования.

Это достигается тем, что виток выполнен в виде цилиндра с прорезью вдоль образующей и петли из металлического проводника малой

15 толщины, замыкающей про„езь и расположенной под полюсом источника постоянного магнитного поля.

Кроме того, выполнение петли в виде периодической решетки, например пластины с про20 резями, позволяет дополнительно повысить коэффициент преобразования при возбуждении поверхностных и нормальных волн.

На фиг. 1 изображено описываемое устройство; на фиг. 2 — выполнение петли и на25 магничивающсго устройства для возбуждения нормальных воliI.

Электро а-.нитно-a!Ii ст!!чес!т!!й преобразователь содержит;1сточник постоянного поля, который В случае 11спользован!1я элект ромагнита

30 состоит 113 кат шки 1 и сердечника 2. Кроме

563622

Составитель Л. Гришина

Техред 3. Тараненко

Корректор Л. Брахнина

Редактор Л. Чепайкина

Заказ 1543i3 Изд. № 548 Тираж 1109 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 того, в конструкцио преобразователя входит обмотка 3 связи, намотанная поверх (или внутри) вторичного витка 4 и подключенная к усилительно-генераторному блоку 5. Над контролируемым изделием 6 расположена петля

7, замыкающая прорезь во вторичном витке, причем она может быть присоединена к этому витку непосредственно или с помощью токоподводящих шин 8.

Устройство работает следующим образом.

При возбуждении ультразвука по обмотке

3 протекает ток от генератора и наводит вторичный ток в витке 4, который затем протекает через активный элемент преобразователя— петлю 7. При этом благодаря взаимодействию вихревых токов в изделии 6 с полем электромагнита происходит возбуждение ультразвука. При приеме петля 7 воспринимает переменное электромагнитное поле, появляющееся в результате взаимодействия упругих колебаний в изделии 6 с полем электромагнита. Далее ЭДС петли через виток 4 трансформируется в обмотку 3 и подводится к усилителю.

Благодаря тому, что петля 7 выполнена из проводника малой толщины, все ее участки связаны электр о магнитно с контролируемым изделием 6 в равной степени и нет таких участков, по которым бы текли токи, не взаимодействующие с металлом изделия 6. Выполнение же вторичного витка 4 в виде цилиндра позволяет оптимальным образом расположить на нем обмотку 3, т. е. обеспечить максимальный коэффициент связи между обмоткой 3 и витком 4. Вследствие перечисленных конструктивных особенностей потери электромагнитной энергии на пути от обмотки 3 к петле 7 (при возбуждении) или от пст"!11 / к обмо 1 1ге 3 (при приеме) уменьшаются. ч--и и дост1гаетIIC Ib изобрете11пя — IIOB IIIJPHIii коэффиппента преобразован»я.

5 Выпо iнение петли 7 в а>1 е периодической решетки> например, с прорезями позволяет дополнительно повысить коэффициент преобразования для поверхностных или нормальных волн за счет геометрического согласования

10 формы решетки с пространственным распределением колебаний в этих видах волн. С целью улучшения согласования целесообразно выбирать период решетки (например, расстояние между прорезями) кратным полуволне

15 данного типа волны.

Формула изобретения

1. Электромагнитно-акустический преобразователь, содержащий трансформатор, первич20 ные обмотки которого служат для связи преобразователя с усилительно-генераторным блоком, а вторичная обмотка выполнена в виде витка, и источник постоянного магнитного поля, отличающийся тем, что, с целью

25 повышения коэффициента преобразования, виток выполнен в виде цилиндра с прорезью вдоль образующей и петли из металлического проводника малой толщины, замыкающей прорезь и расположенной под полюсом ис30 точника постоянного магнитного поля.

2. Преобразователь по п. 1, о т л и ч а ющи и ся тем, что, с целью повышения коэффициента преобразования при возбуждении поверхностных и нормальных волн, петля выполнена в виде периодической решетки, например пластины с прорезями.