DD265232A1

DD265232A1 - SOUND EMISSION SENSOR

Info

Publication number: DD265232A1
Application number: DD30681087A
Authority: DD
Inventors: Eckhard Pridoehl
Original assignee: Akad Wissenschaften Ddr
Priority date: 1987-09-09
Filing date: 1987-09-09
Publication date: 1989-02-22

Abstract

Die Erfindung betrifft einen piezoelektrischen Schallemissionssensor, der an ferromagnetischen Strukturen wie Behaeltern, Rohrleitungen und technischen Ausruestungen mit gutem akustischen Kontakt zu befestigen ist. Die Erfindung beinhaltet, dass ein im Schallemissionssensor angeordneter Magnet (6) derart mit einem internen ferromagnetischen Schallwellenleiter (4) verbunden ist, dass der Magnet (6) und der Schallwellenleiter (4) mit ferromagnetischer Struktur (7), an welcher der Schallemissionssensor angebracht ist, einen magnetischen Kreis bilden und dass in der Stirnflaeche des Gehaeuses (1) ein elastischer Ring (8) aus einem Material geringer akustischer Impedanz befestigt ist. Der Magnet kann als dauermagnetischer Ring oder Magnetspule auf den Schallwellenleiter ausgebildet sein.The invention relates to a piezoelectric acoustic emission sensor, which is to be attached to ferromagnetic structures such as containers, pipelines and technical equipment with good acoustic contact. The invention includes that a magnet (6) arranged in the acoustic emission sensor is connected to an internal ferromagnetic sound waveguide (4) such that the magnet (6) and the sound waveguide (4) with ferromagnetic structure (7) to which the acoustic emission sensor is attached , form a magnetic circuit and that in the Stirnflaeche of the housing (1) an elastic ring (8) made of a material of low acoustic impedance is attached. The magnet may be formed as a permanent magnetic ring or magnetic coil on the sound waveguide.

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft einen piezoelektrischen Schallemissionssensor, der an ferromagnetischen Strukturen wie Behältern, Rohrleitungen und technischen Ausrüstungen mit gutem akustischen Kontakt zu befestigen ist.The invention relates to a piezoelectric acoustic emission sensor which is to be attached to ferromagnetic structures such as containers, pipelines and technical equipment with good acoustic contact.

Characteristic of the known state of the art

Ausgehend von traditionellen Konstruktionsprinzipien für Schallemissionssensoren (Vakar, K. B.: Schallernission und ihre Anwendung für die zerstörungsfreie Prüfung in der Kernenergetik [russ.], Atomisdat Moskau 1980; Heywang, W.: Sensorik, Springer-Verlag Berlin 1984) sind eine Reihe von Sensoren bekannt, die für spezielle Anwendungsfälle vorgesehen sind (Bruei & Kjaer Technical Review No 2,1979).Based on traditional design principles for acoustic emission sensors (Vakar, KB: Schallernission and their application for non-destructive testing in nuclear energy [Russian], Atomizdat Moscow 1980, Heywang, W .: Sensors, Springer-Verlag Berlin 1984) are known a number of sensors , which are intended for specific applications (Bruei & Kjaer Technical Review No 2,1979).

Diese Sensoren werden mit Knaggen (Techm Unterlagen LNA2, ZfK Rossendorf, Abt. RPE), magnetischen Befestigungssystemen (Prospekt „MACOUMAT 3" der Fa. FRAMATOM, Paris) oder vorgelagertem Magnetadapter (Datenblatt „Sensor Couplants" der Fa. AET, Sacramento) am Untersuchungsobjekt befestigt.These sensors are with Knaggen (Techm documents LNA2, ZfK Rossendorf, Dept. RPE), magnetic fastening systems (brochure "MACOUMAT 3" Fa. FRAMATOM, Paris) or upstream magnetic adapter (data sheet "Sensor Couplants" Fa. AET, Sacramento) Investigation object attached.

Nachteilig wirkt sich aus, daß bei der Sensorbefestigung mit Knagge ein Adapter mit Bohrung und Gewinde am Untersuchungsobjekt zu befestigen ist. Äußere Magnetsysteme und vorgelagerte Magnetadapter führen zu Verfälschungen der Messungen. Außerdem wird durch derartige Magnetsysteme vielfach ein akustischer Bypaß mit entsprechenden Verlusten realisiert.The disadvantage is that in the sensor attachment with Knagge an adapter with hole and thread is to be attached to the examination object. External magnet systems and upstream magnetic adapters lead to falsifications of the measurements. In addition, an acoustic bypass with corresponding losses is often realized by such magnetic systems.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist ein Schallemissionsssnsor, der an ferromagnetischen Strukturen haftet, ohne daß Bohrungen notwendig sind und/oder die zu messenden akustischen Signale verfälscht werden.The aim of the invention is a Schallemissionsssnsoror which adheres to ferromagnetic structures, without holes are necessary and / or the measured acoustic signals are falsified.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schallemissionssensor konstruktiv so zu gestalten, daß er einerseits ohne äußern Hilfsmittel an ferromagnetischen Strukturen haftet und daß andererseits durch den Haftmechanismus keine zusätzliche Deformation des akustischen Signals erfolgt.The invention has for its object to design a sound emission sensor constructive so that it adheres on the one hand without external aids to ferromagnetic structures and that on the other hand, no additional deformation of the acoustic signal takes place by the adhesive mechanism.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Magnet in den Sensor integriert wird, wobei der interne Schallwellenleiter des Sensors aus ferromagnetischem Material besteht und geometrisch so gestaltet ist, daß er gleichzeitig die Funktion einer Polplntte des magnetischen Kreises erfüllt. Der magnetische Kreis wird durch die ferromagnetische Struktur geschlossen, an welcher der Sensor befestigt werden soll. Ein sicherer akustischer Kontakt zwischen dem internen, zentrischen Schallwellenleiter des Sensors und der ferromagnetischen Struktur des Untersuchungsobjektes wird dadurch erreicht, daß sichAccording to the invention the object is achieved in that a magnet is integrated into the sensor, wherein the internal sound waveguide of the sensor consists of ferromagnetic material and is geometrically designed so that it simultaneously fulfills the function of a Polplntte the magnetic circuit. The magnetic circuit is closed by the ferromagnetic structure to which the sensor is to be attached. A safe acoustic contact between the internal, centric sound waveguide of the sensor and the ferromagnetic structure of the object to be examined is achieved in that

das Sensorg^häuse außen auf einem Toms aus elastischem Material geringer akustischer Impedanz abstützt, wobei der Torus durch die magnetischen Anzugskräfte soweit deformiert wird, bis die Stirnfläche dee Schallwellenleiters guten mechanischen Kontakt zum Untersuchungsobjekt hat, ohne daß der Sensor kippelt.the sensor housing is supported externally on a tome of elastic material of low acoustic impedance, the torus being deformed by the magnetic attraction forces until the end face of the sound waveguide has good mechanical contact with the examination object without the sensor tipping.

embodiment

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die zugehörige Zeichnung zeigt einen Schnitt durch einen selbsthaftenden Schallemiesionssensor auf einem ferromagnetischen Werkstoff. Der stJlbsthaftende Schallemissionssensor besteht aus einem Gehäuse 1 mit Signalbuchse 2 und dem sensitiven Piezoelement 3, welches auf dem vorgelagerten internen Schallwellenleiter 4 aus einem ferromagnetischen Werkstoff befestigt ist. Die Feldlinien 5 eines im Sensorgehäuse angeordneten ringförmigen Dauermagneten β werden durch den Schallv. ellenleiter 4 und die ferromagnetische Struktur 7, an welcher der Sensor zu befestigen ist, geschlossen. Damit wird die notwendige Kraftwirkung zwischen Sensor und dieser Struktur 7 erreicht. Das Sensorgehäuse 1 stützt sich mit Hilfe eines Im Gehäuse befestigten Torus 8 aus einem elastischen Material mit geringer akustischer Impedanz auf der Struktur 7 kippelfrei ab.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. The accompanying drawing shows a section through a self-adhesive Schallemiesionssensor on a ferromagnetic material. The permanent acoustic emission sensor consists of a housing 1 with signal socket 2 and the sensitive piezoelectric element 3, which is fastened on the upstream internal sound waveguide 4 made of a ferromagnetic material. The field lines 5 of an arranged in the sensor housing annular permanent magnet β by the Schallv. ellenleiter 4 and the ferromagnetic structure 7, to which the sensor is to be fastened, closed. Thus, the necessary force effect between the sensor and this structure 7 is achieved. The sensor housing 1 is supported by means of a housing mounted in the torus 8 of an elastic material with low acoustic impedance on the structure 7 kippelfrei.

Claims

1. A sound emission sensor, consisting essentially of a magnetic attachment and a housing with the actual sensor element and a sound waveguide, characterized in that a arranged in the acoustic emission sensor magnet (6) is so connected to an internal ferromagnetic Schallweil & nleiter (4) that the magnet ( 6) and the sound waveguide (4) with the ferromagnetic structure (7) to which the acoustic emission sensor is mounted form a magnetic circuit and in that in the end face of the housing (1) an elastic ring (8) made of a material of low acoustic impedance attached is.

2. Acoustic emission sensor according to claim 1, characterized in that the magnet (6) is designed as a permanent magnetic ring.

3. Acoustic emission sensor according to claim 1, characterized in that an externally to be fed magnetic coil is wound on the internal sound waveguide and the housing (1) made of ferromagnetic material is part of the magnetic circuit.

4. Acoustic emission sensor according to claim 1 and 3, characterized in that the output signal of the acoustic emission sensor and the supply voltage of the magnetic coil outside the acoustic emission sensor have a common line and that a decoupling of these voltages by means of an integrated into the acoustic emission sensor electronic circuit.

5. Acoustic emission sensor according to claim 1, characterized in that the housing (1) has a recess in the lower part, in which the sensitive system consisting of sensitive piezoelectric element (3), sound waveguide (4) and magnet (6), perpendicular to the axis of symmetry of the sound waveguide is displaceable.