CS256602B1

CS256602B1 - Magnetostriction exciter for measuring of building materials' and rocks' properties by means of impulse ultrasonic method

Info

Publication number: CS256602B1
Application number: CS861308A
Authority: CS
Inventors: Jan Kasparik
Original assignee: Jan Kasparik
Priority date: 1986-02-26
Filing date: 1986-02-26
Publication date: 1988-04-15
Also published as: CS130886A1

Abstract

Je řešen magnetostrikční budič, jehož konstrukcí lze podstatně zpřesnit délku měřící základny mezi budičem a snímačem. Magnetostrikční jádro je feritové a je uloženo v plášti, který je minimálně z jedné strany zkosen směrem k hraně dotykové části magnetostrikčního jádra, tvořící přímkovou kontaktní hranu. Dotykovou část lze vytvořit ve formě břitu, který pak tvoří přímkovou kontaktní hra^u. Navíc lze opět v tomto případě plášt minimálně z jedné strany směrem k břitu zkosit. Ultrazvukový impuls je do vyšetřovaného objektu přenášen přímkovou kontaktní hranou dotykové části magnetostrikčního jádra. Magnetostrikční budiče je možné konstruovat jako univerzální pro plošné i hranové přikládání.The magnetostrictive exciter is designed structures can be substantially refined the length of the measuring base between the driver and the sensor. The magnetostrictive core is ferrite and is housed in a cloak that is minimal beveled towards the touch edge on one side parts of the magnetostrictive core forming line contact edge. Touch the part can be formed in the form of a cutting edge which then form a straight line contact game. Plus it is again possible to minimally cover the casing bevel from one side towards the cutting edge. Ultrasound impulse is in the investigated object is transmitted by line contact the edge of the magnetostrictive touch portion kernels. Magnetostrictive exciters are possible Construct as universal for surface even edge fitting.

Description

Vynález se týká magnetostrikčního budiče pro měření vlastností stavebních materiálů a hornin impulzní ultrazvukovou metodou.The invention relates to a magnetostrictive exciter for measuring the properties of building materials and rocks by the pulsed ultrasonic method.

Dosud známé způsoby měření stavebních materiálů a hornin impulzní ultrazvukovou metodou používají při povrchovém prozvučování převážně plošné budiče, u nichž nelze přesně stanovit délku měřící základny mezi budičem a snímačem, protože tato se mění podle způsobu přiložení budiče v rozmezí příslušného rozměru kontaktní plochy budiče. Speciální bodové budiče opatřené koncentrátory i tvarové nástavce plošných budičů vykazují při běžných měřeních obvykle nízkou účinnost a v praxi se dostatečně nerozšířily. Navíc při použití plastického vazebního prostředku dochází při přiložení magnetostrikčního budiče k vyšetřovaného objektu k tomu, že lze obtížné zajistit konstantní tloušíku plastického vazebního prostředku a tím docílit konstantní vzdálenost mezi budící plochou a vyšetřovaným objektem, která ovlivňuje přesnost měření.The prior art methods of measuring building materials and rocks by the pulsed ultrasonic method use mainly surface exciters for surface sounding, in which the length of the measuring base between the exciter and the sensor cannot be accurately determined because it varies according to the exciter contacting. Special point exciters equipped with concentrators and shaped exciters of flat exciters usually show low efficiency in common measurements and have not been sufficiently expanded in practice. Moreover, when using a plastic coupling means, when the magnetostrictive exciter is applied to the object to be examined, it is difficult to maintain a constant thickness of the plastic coupling means and thereby achieve a constant distance between the excitation surface and the object to be examined, which affects measurement accuracy.

Uvedené nevýhody odstraňuje magnetostrikční budič pro měření vlastností stavebních materiálů a hornin impulzní ultrazvukovou metodou podle vynálezu. Magnetostrikční budič sestává z magnetostrikčního jádra se solenoidem, uloženého v plášti budiče. Podstatou magnetostrikčního budiče podle vynálezu je, že magnetostrikční jádro je feritové a pláší je minimálně z jedné strany zkosen směrem k hraně dotykové části magnetostrikčního jádra, která tvoří přímkovou kontaktní hranu.These disadvantages are overcome by the magnetostrictive exciter for measuring the properties of building materials and rocks by the pulsed ultrasonic method of the invention. The magnetostrictive exciter consists of a solenoid magnetostrictive core embedded in the exciter housing. It is a principle of the magnetostrictive exciter according to the invention that the magnetostrictive core is ferrite and the sheath is tapered from at least one side towards the edge of the contact portion of the magnetostrictive core that forms a linear contact edge.

Dotykovou část magnetostrikčního jádra lze vytvořit ve tvaru symetrického nebo asymetrického břitu, kde přímkovou kontakt256 602The contact part of the magnetostrictive core can be formed in the form of a symmetrical or asymmetric cutting edge, where a straight contact256 602

- 2 ní hranu tvoří břit. V tomto případě lze též plášf magnetostrikčního budiče minimálně z jedné strany směrem k břitu zkosit.- 2 edge is formed by the cutting edge. In this case, the sheath of the magnetostrictive exciter can also be chamfered from at least one side towards the cutting edge.

Hlavní výhody magnetostrikčního budiče podle tohoto vynálezu spočívají v tom, še lze při jejich použití podstatně zpřesnit délku měřící základny mezi budičem a snímačem při povrchovém prozvušování a při jiných způsobech prozvučování bez podstatného snížení citlivosti měřícího zařízení a v tom, še zúžením vyzařovaného svazku ultrazvukového vlnění lze zvýšit rozlišovací schopnost při měření nehomogenity materiálu. Budiče lze konstruovat jako univerzální pro plošné i hranové přikládání. Konstrukce budiče umožňuje měnit jeho nakloněním směr přenosu ultrazvukového impulzu do vyšetřovaného prostředí.The main advantages of the magnetostrictive exciter according to the present invention are that the length of the measuring base between the exciter and the sensor can be significantly improved during surface aeration and other sounding methods without significantly reducing the sensitivity of the measuring device and that narrowing the emitted ultrasonic wave beam to increase the resolution when measuring material inhomogeneity. The exciters can be constructed as universal for flat and edge stoking. The design of the exciter makes it possible to change the direction of transmission of the ultrasonic pulse to the examined environment by tilting it.

Při použití magnetostrikčního jádra vytvořeného ve formě velmi tupého břitu při přítlaku dochází k jednoznačnému mechanickému kontaktu břitu, tedy přímkové kontaktní hrany, s povrchem vyšetřovaného objektu bez ohledu na použitý plastický vazební prostředek.When using a magnetostrictive core formed in the form of a very blunt cutting edge under pressure, there is a clear mechanical contact of the cutting edge, i.e. a straight contact edge, with the surface of the object to be examined, regardless of the plastic binding means used.

Magnetostrikční budič podle vynálezu je schematicky uveden na přiloženém výkrese. Na obr. 1 je nárys a na obr. 2 bokorys jednoho provedení, na obr. 3 je nárys a na obr. 4 bokorys druhého provedení a obr. 5 znázorňuje příklad přiložení budiče k vyšetřovanému objektu s použitím plastického vazebního prostředku.The magnetostrictive exciter according to the invention is shown schematically in the attached drawing. Fig. 1 is a front view and Fig. 2 is a side view of one embodiment; Fig. 3 is a front view; and Fig. 4 is a side view of the second embodiment; and Fig. 5 shows an example of applying the exciter to the object to be examined using a plastic coupling.

V prvním provedení je magnetostrikční jádro 1 z feritu zapouzdřeno pláštěm 2» který je směrem k jedné hraně dotykové části 3 magnetostrikčního jádra 1 zkosen. Tato odkrytá hrana tvoří přímkovou kontaktní hranu 4. Tento typ magnetostrikčního měniče lze používat jak pro plošný přenos ultrazvukového impulzu, tak pro přenos přímkovou kontaktní hranou £ při naklonění magnetostrikčního budiče. Kontakt magnetostrikčního budiče s vyšetřovaným objektem 2 se tedy uskutečňuje přiložením přímkové kontaktní hrany 4 k jeho povrchu kolmo ke spojnici budiče a snímače.In the first embodiment, the magnetostrictive core 1 of ferrite is encapsulated by a sheath 2 which is tapered towards one edge of the contact portion 3 of the magnetostrictive core 1. This exposed edge forms a linear contact edge 4. This type of magnetostrictive transducer can be used both for the areal transmission of the ultrasonic pulse and for the transmission through the linear contact edge 6 when the magnetostrictive exciter is tilted. Contact of the magnetostrictive exciter with the object to be examined 2 is thus effected by applying a straight contact edge 4 to its surface perpendicular to the exciter-sensor connection.

- 5 256 602- 5 256 602

V druhém provedení je přímková kontaktní hrana 4 samostatně vypracována na dotykové části 5 magnetostrikčního jádra 1 v tomto případě ve formě asymetrického břitu. Tento břit může být i symetrický. Magnetostrikční budič lze přikládat k vyšetřovanému objektu £ kolmo nebo při zkosení pláště 2 ^a pod potřebným úhlem. Asymetrické vypracování břitu umožňuje volbu optimálního směru přenosu ultrazvukového impulzu v širokém rozmezí.In the second embodiment, the straight contact edge 4 is separately provided on the contact portion 5 of the magnetostrictive core 1 in this case in the form of an asymmetrical cutting edge. This blade can also be symmetrical. The magnetostrictive exciter can be applied to the object to be examined perpendicularly or when the housing 2 is bevelled ^and at the required angle. The asymmetrical cutting edge design allows the selection of the optimum direction of ultrasonic pulse transmission over a wide range.

Dotykovou část 3 lze vypracovat ve tvaru velmi tupého břitu. Při použití plastického vazebního prostředku 6 dosedá na povrch vyšetřovaného objektu 2 přímková kontaktní hrana 4, tvořená tímto břitem, což umožňuje vyloučit nepřesnost určení měřící základny vlivem proměnné tloušíky tohoto plastického vazeb ního prostředku 6 při zachování všech výhod plošného buzení s plastickým vazebním prostředkem 6.The contact portion 3 can be designed in the form of a very blunt edge. When using the plastic binding means 6, a line contact edge 4 formed by this cutting edge abuts the surface of the examined object 2, which makes it possible to eliminate the inaccuracy of determining the measuring base due to the variable thickness of the plastic binding means 6.

Magnetostrikční jádra budičů je možno s výhodou zhotovovat ze speciálního feritového materiálu pro magnetostrikční měniče, který má současně vysokou pevnost a otěruvzdornost. Konstrukce budičů podle tohoto vynálezu výrazně rozšiřují jejich využití bez zvýšení výrobních nákladů.The magnetostrictive cores of the exciters can advantageously be made of a special ferrite material for magnetostrictive transducers, which at the same time has a high strength and abrasion resistance. The exciter designs of the present invention greatly expand their use without increasing production costs.

Claims

OBJECT OF NOW / CLIMB

25β B02

A magnetostrictive exciter for measuring the properties of building materials and rocks by the pulsed ultrasonic method, comprising a magnetostrictive core with a solenoid embedded in an exciter housing, characterized in that the magnetostrictive core (1) is ferrite and the magnetostrictive exciter housing (5) is at least one side tapering towards the edge of the contact portion (5) of the magnetostrictive core (1) forming a straight contact edge (4).

Magnetostrictive exciter for measurement according to Claim 1, characterized in that the magnetostrictive core (1) is ferrite and its contact portion (5) is configured in the form of a symmetrical or asymmetrical cutting edge, wherein the cutting edge forms a straight contact edge (4).