RU2649636C1 - Electromagnetic-acoustic transducer for ultrasonic testing - Google Patents
Electromagnetic-acoustic transducer for ultrasonic testing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2649636C1 RU2649636C1 RU2016146970A RU2016146970A RU2649636C1 RU 2649636 C1 RU2649636 C1 RU 2649636C1 RU 2016146970 A RU2016146970 A RU 2016146970A RU 2016146970 A RU2016146970 A RU 2016146970A RU 2649636 C1 RU2649636 C1 RU 2649636C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inductor
- trolley
- contact
- electromagnetic
- rail
- Prior art date
Links
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims description 5
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 37
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 claims abstract description 24
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000012777 electrically insulating material Substances 0.000 claims abstract 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 17
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 16
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 12
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 6
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 6
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 4
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 3
- 238000009659 non-destructive testing Methods 0.000 description 3
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BLRBOMBBUUGKFU-SREVYHEPSA-N (z)-4-[[4-(4-chlorophenyl)-5-(2-methoxy-2-oxoethyl)-1,3-thiazol-2-yl]amino]-4-oxobut-2-enoic acid Chemical compound S1C(NC(=O)\C=C/C(O)=O)=NC(C=2C=CC(Cl)=CC=2)=C1CC(=O)OC BLRBOMBBUUGKFU-SREVYHEPSA-N 0.000 description 1
- 241000257303 Hymenoptera Species 0.000 description 1
- 230000005534 acoustic noise Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 239000012772 electrical insulation material Substances 0.000 description 1
- 210000003746 feather Anatomy 0.000 description 1
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 239000011344 liquid material Substances 0.000 description 1
- 229910001172 neodymium magnet Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 229910000938 samarium–cobalt magnet Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для обнаружения дефектов и определения геометрических размеров изделий и образцов из электропроводящего материала бесконтактным способом путем электромагнитно-акустического возбуждения/приема ультразвуковых колебаний на значительных скоростях сканирования.The invention relates to the field of non-destructive testing and can be used to detect defects and determine the geometric dimensions of products and samples of electrically conductive material in a non-contact manner by means of electromagnetic-acoustic excitation / reception of ultrasonic vibrations at significant scanning speeds.
Наиболее ярким и масштабным примером контроля изделий на значительных (до 80 км/ч и более) скоростях является неразрушающий контроль железнодорожных рельсов, уложенных в путь. Поэтому пояснение принципа действия и примера реализации заявляемого технического решения приводится на примере контроля рельсов с целью обнаружения в них дефектов заводского и эксплуатационного характера. Как будет показано ниже, область применения предлагаемого изобретения не ограничивается контролем рельсов и может быть использована при контроле других длинномерных изделий промышленности (труб, балок, листовых полос и т.п.).The most striking and large-scale example of product control at significant (up to 80 km / h and more) speeds is non-destructive testing of railway rails laid on the way. Therefore, an explanation of the principle of operation and an example of the implementation of the proposed technical solution is given by the example of rail monitoring in order to detect factory and operational defects in them. As will be shown below, the scope of the invention is not limited to the control of rails and can be used to control other lengthy industrial products (pipes, beams, sheet strips, etc.).
Для неразрушающего контроля рельсов используются не только ручные приборы и дефектоскопные тележки, но и автоматизированные вагоны и автомотрисы дефектоскопные (мобильные средства дефектоскопии), позволяющие производить скоростной контроль рельсов по всему сечению (исключая перья подошвы рельсов). Преимущественно для контроля головки рельсов используют магнитный (магнитодинамический (МД)) и контактный ультразвуковой (УЗ) методы контроля, а для обнаружения дефектов шейки и подошвы рельса - ультразвуковой метод также при контактном вводе акустических колебаний [1, 2, 3].For non-destructive testing of rails, not only hand-held devices and inspection trolleys are used, but also automated wagons and defectoscopes (mobile means of defectoscopy) that allow high-speed inspection of rails over the entire section (excluding feathers of the sole of the rails). Mostly, magnetic (magnetodynamic (MD)) and contact ultrasonic (ultrasound) control methods are used to control the rail head, and the ultrasonic method is also used for contact detection of acoustic vibrations to detect defects in the neck and sole of the rail [1, 2, 3].
Основным недостатком контактного метода ввода УЗ колебаний является необходимость применения большого объема контактирующей жидкости (чистая вода или вода с присадками) - до 5 т на 200-250 км контролируемого пути, сложности реализации контроля в зимних условиях (замерзание жидкости, налипание снега на мокрые акустические блоки и их обледенение) и, как следствие, нарушение акустического контакта и низкая достоверность контроля. Кроме того, необходимость периодической заправки мобильного средства контактирующей жидкостью удорожает контроль и снижает производительность диагностики рельсов.The main disadvantage of the contact method of introducing ultrasonic vibrations is the need to use a large volume of contacting liquid (pure water or water with additives) - up to 5 tons per 200-250 km of the controlled path, the difficulty of monitoring in winter conditions (freezing of the liquid, snow sticking to wet acoustic blocks and their icing) and, as a result, violation of acoustic contact and low reliability of control. In addition, the need for periodic refueling of a mobile device with a contact fluid increases the cost of control and reduces the performance of rail diagnostics.
В связи с этим реализация бесконтактного ввода УЗ колебаний, по достоверности и скорости контроля не уступающая контактному способу ввода/приема УЗ колебаний, является актуальной.In this regard, the implementation of the contactless input of ultrasonic vibrations, the reliability and speed of control is not inferior to the contact method of input / reception of ultrasonic vibrations, is relevant.
Из всех известных методов реализации бесконтактного контроля рельсов (лазерное возбуждение и прием УЗ колебаний, контроль с помощью нормальных волн на значительные расстояния и др.) наиболее перспективным и реализуемым является использование бесконтактных электромагнитно-акустических (ЭМА) преобразователей, обладающих рядом существенных преимуществ перед традиционным контактным методом с использованием пьезопреобразователей (ПЭП). К ним относятся [4]:Of all the known methods for implementing non-contact monitoring of rails (laser excitation and reception of ultrasonic vibrations, monitoring using normal waves over significant distances, etc.), the most promising and feasible is the use of non-contact electromagnetic-acoustic (EMA) converters, which have a number of significant advantages over traditional contact piezoelectric transducer (PEP) method. These include [4]:
- отсутствие необходимости применения контактирующих жидкостей;- no need for the use of contacting liquids;
- возможность контроля рельсов без специальной подготовки поверхностей;- the ability to control rails without special surface preparation;
- возможность возбуждения и приема любых типов волн, в том числе поперечных с горизонтальной поляризацией, а также вводимых по нормали к поверхности катания рельса;- the possibility of excitation and reception of any types of waves, including transverse with horizontal polarization, as well as introduced along the normal to the surface of the rail;
- отсутствие износа преобразователей;- lack of wear of converters;
- возможность контроля в широком диапазоне температур, в том числе при аномально низких (до минус 50°С) температурах;- the ability to control in a wide range of temperatures, including at abnormally low (up to minus 50 ° С) temperatures;
- возможность контроля при больших скоростях движения ЭМА преобразователей и изделия.- the ability to control at high speeds the movement of the EMA transducers and products.
Несмотря на то, что теоретически возможен как нормальный, так и наклонный ввод УЗ колебаний, при применении ЭМА преобразователя, осуществляющего ввод и прием ультразвука в направлении, перпендикулярном к поверхности, ЭМА преобразователь имеет определенные преимущества перед традиционными способами с контактным вводом УЗ колебаний с помощью традиционных пьезопластин (ПЭП), обусловленные следующим. ПЭП позволяет возбуждать и принимать по нормали к поверхности металла только продольные колебания, а ЭМАП (в зависимости от конструкции) - как продольные, так и поперечные. В последнем случае возбуждение и прием поперечных волн, распространяющихся по нормали к поверхности, особенно эффективно может быть осуществлено при контроле ферромагнитных материалов. Установлены следующие преимущества, обусловленные применением поперечных волн, возбуждаемых нормально к поверхности изделия [5]:Despite the fact that both normal and inclined input of ultrasonic vibrations is theoretically possible, when using an EMA transducer that inputs and receives ultrasound in a direction perpendicular to the surface, the EMA transducer has certain advantages over traditional methods with contact input of ultrasonic vibrations using traditional piezoplastin (PEP) due to the following. PEP allows you to excite and accept along the normal to the metal surface only longitudinal vibrations, and EMAT (depending on the design) - both longitudinal and transverse. In the latter case, the excitation and reception of transverse waves propagating along the normal to the surface, can be especially effective when controlling ferromagnetic materials. The following advantages have been established due to the use of transverse waves excited normally to the surface of the product [5]:
- увеличивается чувствительность контроля, уменьшается величина «мертвой» зоны и разрешающая способность, повышается точность измерения координат дефектов и толщины изделия. Это обусловлено тем, что скорость распространения поперечных волн в материалах почти в 2 раза меньше скорости продольных волн;- the sensitivity of the control increases, the size of the "dead" zone and the resolution decrease, the accuracy of measuring the coordinates of defects and the thickness of the product increases. This is due to the fact that the propagation velocity of transverse waves in materials is almost 2 times lower than the velocity of longitudinal waves;
- поперечная волна лучше отражается от плоских дефектов, заполненных газом, жидкостью или сыпучим веществом, так как такого рода несплошности плохо передают сдвиговые напряжения;- the transverse wave is better reflected from plane defects filled with gas, liquid or granular material, since such discontinuities transmit shear stresses poorly;
- поперечная волна при правильном выборе направления поляризации не испытывает существенной трансформаций при отражениях от дефекта и поверхности контролируемого изделия. Это дает возможность уменьшить влияние на результаты контроля когерентных акустических помех;- the transverse wave with the right choice of the direction of polarization does not experience significant transformations in reflections from the defect and the surface of the controlled product. This makes it possible to reduce the influence on the results of monitoring coherent acoustic noise;
- амплитуда импульсов сдвиговых колебаний, возбуждаемых прямым ЭМА преобразователем, ослабляется в изделии с плоскими трещинами, ориентированными перпендикулярно поверхности контролируемого изделия, в большей степени, чем амплитуда продольных колебаний, возбуждаемых прямым ПЭП. Это создает предпосылки для успешного обнаружения неблагоприятно ориентированных плоскостных дефектов;- the amplitude of the shear vibration pulses excited by the direct EMA transducer is attenuated in the product with flat cracks oriented perpendicular to the surface of the controlled product, to a greater extent than the amplitude of the longitudinal vibrations excited by the direct probe. This creates the prerequisites for the successful detection of unfavorably oriented plane defects;
- в сравнении с продольной, поперечная волна испытывает меньшее затухание в материале.- in comparison with the longitudinal, the transverse wave experiences less attenuation in the material.
Измерения посредством ЭМА преобразователя характеризуются малой величиной погрешности и стабильностью сигнала на скорости в силу того, что отсутствует прохождение сигнала через большое число промежуточных сред (в случае контактного пьезоэлектрического преобразователя УЗ волна возбуждается в пьезопластине, затем проходит через призму с определенным углом, затем через протектор, затем через контактную среду и только потом входит в объект контроля).Measurements using an EMA transducer are characterized by a small error and signal stability at speed due to the fact that there is no signal passing through a large number of intermediate media (in the case of a contact piezoelectric transducer, the ultrasonic wave is excited in the piezoelectric plate, then passes through a prism with a certain angle, then through the tread, then through the contact medium and only then enters the control object).
Можно выделить два основных элемента конструкции ЭМА преобразователя:Two main structural elements of the EMA converter can be distinguished:
- магнитная система, состоящая из магнита (набора магнитов или электромагнита) и магнитопровода, формирующая поле намагничивания;- a magnetic system consisting of a magnet (a set of magnets or an electromagnet) and a magnetic circuit forming a magnetization field;
- индуктор, как правило, представляющий собой эллиптическую (или любой другой конфигурации) плоскую катушку индуктивности (или несколько катушек).- an inductor, as a rule, representing an elliptical (or any other configuration) flat inductor (or several coils).
Эффективность ЭМА-преобразования напрямую зависит от величины подмагничивающего поля, создаваемого намагничивающей системой ЭМА-преобразователя. Из [6] известно, что эффективность ЭМА преобразователей в совмещенном режиме (излучение - прием) пропорциональна квадрату величины поля подмагничивания В. При этом достаточно намагнитить только скин-слой ферромагнетика, обусловленный высокочастотным электромагнитным полем, который создается первичными ЭМА преобразователями - катушками индуктора. Именно в скин-слое ферромагнетика происходит взаимное преобразование высокочастотных электромагнитных и акустических колебаний. Другими словами, эффективность ЭМА-преобразования зависит от намагничивающей системы и создаваемого ею магнитного поля в скин-слое контролируемого материала.The efficiency of the EMA conversion directly depends on the magnitude of the magnetizing field created by the magnetizing system of the EMA converter. It is known from [6] that the efficiency of EMA converters in the combined mode (radiation – reception) is proportional to the square of the magnetization field B. In this case, it is sufficient to magnetize only the skin layer of a ferromagnet due to the high-frequency electromagnetic field created by the primary EMA converters — inductor coils. It is in the skin layer of a ferromagnet that the mutual conversion of high-frequency electromagnetic and acoustic vibrations occurs. In other words, the efficiency of the EMA conversion depends on the magnetizing system and the magnetic field created by it in the skin layer of the controlled material.
Для создания больших полей используют намагничивающие системы, представляющие собой массивные сборки из постоянных магнитов. Установлено, что подмагничивающее поле сильно зависит от зазора между намагничивающей системой и поверхностью контролируемого ферромагнетика [6].To create large fields using magnetizing systems, which are massive assemblies of permanent magnets. It was found that the magnetizing field strongly depends on the gap between the magnetizing system and the surface of the controlled ferromagnet [6].
Известен [5] ЭМА преобразователь для возбуждения сдвиговых (поперечных) УЗ объемных волн с применением постоянных магнитов, содержащий магнит в форме цилиндра с направлением намагничивания вдоль оси, на торце которого расположена катушка индуктора ЭМА преобразователя. Указанный ЭМА преобразователь не обеспечивает необходимой чувствительности и имеет низкое отношение сигнал/шум.Known [5] an EMA converter for exciting shear (transverse) ultrasonic body waves using permanent magnets, containing a magnet in the form of a cylinder with a magnetization direction along the axis, at the end of which there is an inductor coil of the EMA converter. The specified EMA converter does not provide the necessary sensitivity and has a low signal to noise ratio.
Известен [7] ЭМА преобразователь, в котором магнитная система выполнена в виде концентратора из материала с высокой намагниченностью насыщения, на каждой нерабочей поверхности которого установлен высокоэнергичный магнит (на основе сплава NdFeB или SmCo), а катушка индуктора расположена на рабочей поверхности концентратора. Указанный ЭМА преобразователь не обеспечивает необходимой чувствительности и имеет низкое отношение сигнал/шум при контроле изделий.Known [7] is an EMA converter in which the magnetic system is made in the form of a concentrator made of a material with high saturation magnetization, on each non-working surface of which a high-energy magnet is installed (based on the NdFeB or SmCo alloy), and the inductor coil is located on the working surface of the concentrator. The specified EMA converter does not provide the necessary sensitivity and has a low signal-to-noise ratio when monitoring products.
Известен [8] ЭМА преобразователь, отличающийся от вышеизложенных тем, что в него введены концентратор из магнитомягкого материала, дополнительный магнит, полюсный наконечник, магнитопровод и вставка из немагнитного металла, при этом концентратор установлен на торцевой части магнита, дополнительный магнит выполнен с направлением намагничивания по нормали к боковым граням концентратора и с обеспечением одинаковой полярности всех примыкающих к концентратору полюсов. Такая магнитная система ЭМА преобразователя позволяет расширить функциональные возможности (наряду с возбуждением сдвиговых волн с радиальной поляризацией обеспечивается возбуждение сдвиговых волн с линейной поляризацией и продольных волн, а также их одновременное возбуждение). Указанная магнитная система ЭМА преобразователя требует наличия воздушного зазора между поверхностью контролируемого изделия и концентратором, не позволяет реализовать бесконтактный контроль рельсов на значительных скоростях сканирования и обладает ограниченными функциональными возможностями.Known [8] an EMA converter, which differs from the foregoing in that a hub of soft magnetic material, an additional magnet, a pole piece, a magnetic circuit and an insert of non-magnetic metal are introduced into it, the hub is mounted on the end part of the magnet, the additional magnet is made with a magnetization direction in normal to the lateral faces of the concentrator and ensuring equal polarity of all poles adjacent to the concentrator. Such a magnetic system of the EMA converter allows you to expand the functionality (along with the excitation of shear waves with radial polarization, the excitation of shear waves with linear polarization and longitudinal waves, as well as their simultaneous excitation). The specified magnetic system of the EMA transducer requires an air gap between the surface of the controlled product and the concentrator, does not allow for contactless monitoring of rails at significant scanning speeds and has limited functionality.
Все рассмотренные ЭМА преобразователи [4-8] требуют сохранения постоянного зазора между рабочей плоскостью намагничивающей системы и поверхностью контролируемого изделия. Возможность попадания в указанный зазор посторонних металлических предметов и повреждения системы делает небезопасным проведение дефектоскопических работ. В зоне болтовых стыков и стрелочных переводов хрупкие постоянные магниты могут быстро выйти из строя и стать определенной помехой для безопасного движения поездов. Несмотря на применение высокоэнергичных магнитов, создаваемое ими магнитное поле недостаточно для эффективного бесконтактного возбуждения/приема УЗ колебаний, особенно при скоростном контроле рельсов.All considered EMA converters [4-8] require maintaining a constant gap between the working plane of the magnetizing system and the surface of the controlled product. The possibility of foreign metal objects falling into the specified gap and damaging the system makes it possible to conduct flaw detection work. In the area of bolted joints and turnouts, fragile permanent magnets can quickly fail and become a certain obstacle to the safe movement of trains. Despite the use of high-energy magnets, the magnetic field created by them is insufficient for effective contactless excitation / reception of ultrasonic vibrations, especially with high-speed rail monitoring.
Наиболее близким к заявляемому устройству является электромагнитный акустический преобразователь изделий и образцов из электропроводящего материала по патенту [9] №2489713 немецкой фирмы «Институт др. Ферстер ГМБХ КО», содержащий узел намагничивания контролируемого изделия и узел зонда (индуктора) с катушками индуктивности, размещенный в области магнитного поля с возможностью перемещения относительно намагничивающего узла. Преимуществом известного устройства является выполнение узла намагничивания и узла индуктора (узел зонда) с определенной степенью свободы между собой. Узел индуктора, имея незначительную массу и постоянно находясь в магнитном поле узла намагничивания, вследствие отсутствия жесткой связи с намагничивающим узлом, при проходе неровностей поверхности может без затруднений следовать рельефу поверхности, не вызывая возникновения чрезмерных инерционных сил, которые могли бы привести к износу или даже разрушению преобразователя. При этом сильное магнитное притяжение между намагничивающим узлом и контролируемым ферромагнитным изделием не влияет (или влияет очень мало) на ту силу, которая прижимает узел индуктора к поверхности изделия. Благодаря этому, как заявляют авторы известного патента, контроль ферромагнитного материала может осуществляться с высокой чувствительностью и малой нагрузкой износа при сохранении скользящего контакта между узлом индуктора и поверхностью контролируемого изделия.Closest to the claimed device is an electromagnetic acoustic transducer of products and samples of electrically conductive material according to the patent [9] No. 2489713 of the German company “Institute Dr. Ferster GMBKh KO”, containing a magnetization unit of the controlled product and a probe (inductor) assembly with inductors located in area of the magnetic field with the possibility of movement relative to the magnetizing node. An advantage of the known device is the implementation of the magnetization unit and the inductor unit (probe unit) with a certain degree of freedom among themselves. The inductor assembly, having an insignificant mass and is constantly located in the magnetic field of the magnetization assembly, due to the absence of a rigid connection with the magnetizing assembly, can pass along the surface relief when passing surface irregularities, without causing excessive inertial forces that could lead to wear or even destruction transducer. In this case, the strong magnetic attraction between the magnetizing assembly and the controlled ferromagnetic product does not affect (or affects very little) the force that presses the inductor assembly to the surface of the product. Due to this, as claimed by the authors of a well-known patent, the control of the ferromagnetic material can be carried out with high sensitivity and low wear load while maintaining a sliding contact between the inductor assembly and the surface of the controlled product.
Недостатком известного устройства, принятого за прототип, является использование в качестве узла намагничивания системы, состоящей из постоянных магнитов (или электромагнита), расположенной над узлом индуктора на определенном (несколько - до 8 мм) расстоянии. Необходимость соблюдения этого расстояния обуславливает применения сложной конструкции взаимного крепления узлов и специальных защитных мер по сохранению этого зазора. При нарушении условия сохранения зазора между узлом намагничивания и узлом индукторов, все недостатки аналогов проявляются в полной мере - наблюдается быстрый износ и возможность повреждения индукторных катушек ЭМА преобразователя. Все это ограничивает функциональные возможности известного устройства и делает невозможным применение известного устройства при значительных скоростях сканирования.A disadvantage of the known device adopted as a prototype is the use as a magnetization unit of a system consisting of permanent magnets (or an electromagnet) located above the inductor assembly at a certain (several - up to 8 mm) distance. The need to comply with this distance leads to the use of a complex design of mutual fastening of nodes and special protective measures to maintain this gap. In case of violation of the conditions for maintaining the gap between the magnetization unit and the inductors unit, all the disadvantages of the analogues are fully manifested - there is rapid wear and the possibility of damage to the inductor coils of the EMA converter. All this limits the functionality of the known device and makes it impossible to use the known device at significant scanning speeds.
Задачей, решаемой заявляемым техническим решением, является расширение функциональных возможностей электромагнитно-акустического преобразователя для контроля изделий и образцов при значительных скоростях сканирования.The problem solved by the claimed technical solution is to expand the functionality of the electromagnetic-acoustic transducer for monitoring products and samples at significant scanning speeds.
Для решения поставленной задачи электромагнитно-акустический преобразователь для ультразвукового контроля изделий из электропроводящего материала, содержащий узел намагничивания контролируемого изделия и узел индуктора с катушками индуктивности для создания переменного электромагнитного поля ультразвуковой частоты, размещенный в области магнитного поля с возможностью перемещения относительно намагничивающего узла, согласно заявляемому изобретению узел намагничивания выполнен в виде двуосной тележки, соленоиды электромагнита размещены на осях колесных пар, а полюсами электромагнита служат колеса колесных пар тележки, катушки индуктивности индуктора армированы в герметичную гибкую оболочку из износостойкого электроизолирующего материала и размещены на минимально возможном расстоянии от пятна контакта колеса тележки с контролируемым изделием.To solve the problem, an electromagnetic-acoustic transducer for ultrasonic testing of products from an electrically conductive material, comprising a magnetization unit of a controlled product and an inductor assembly with inductors to create an alternating electromagnetic field of ultrasonic frequency, located in the magnetic field with the possibility of movement relative to the magnetizing assembly, according to the claimed invention magnetization unit is made in the form of a biaxial trolley, electromagnet solenoids placed on the axles of the wheelsets, and the wheels of the wheels of the bogies are the poles of the electromagnet, the inductor coils of the inductor are reinforced in a sealed flexible shell of wear-resistant electrical insulation material and placed at the minimum possible distance from the contact spot of the wheels of the bogie with the controlled product.
Существенными отличиями заявляемого устройства по сравнению с прототипом являются следующие признаки:Significant differences of the claimed device in comparison with the prototype are the following features:
1. Выполнение узла намагничивания в виде двуосной тележки с соленоидами (намагничивающими катушками) на осях колесных пар и использованием колес в качестве полюсов электромагнитов обеспечивает создание стабильного магнитного потока в контролируемом изделии. В прототипе, несмотря на применение ограничивающих пластин, эта величина переменная, что ухудшает качество контроля.1. The implementation of the magnetization unit in the form of a biaxial trolley with solenoids (magnetizing coils) on the axles of the wheelsets and the use of wheels as poles of electromagnets ensures the creation of a stable magnetic flux in the controlled product. In the prototype, despite the use of bounding plates, this value is variable, which affects the quality of control.
2. Нулевой зазор между полюсами магнита (колесами) и поверхностью контролируемого изделия также способствует повышению не только стабильности потока, но и, при прочих равных условиях, к увеличению потока в изделии (в скин слое металла изделия), а значит, и к повышению эффективности возбуждения/приема ультразвуковых колебаний.2. Zero clearance between the poles of the magnet (wheels) and the surface of the monitored product also helps to increase not only the stability of the flow, but, ceteris paribus, to increase the flow in the product (in the skin layer of the metal of the product), and therefore to increase efficiency excitation / reception of ultrasonic vibrations.
3. Для полюсов электромагнита, являющихся колесами тележки, неровности на поверхности контролируемого изделия даже значительной величины (на практике «ступеньки» на болтовых стыках рельсов до 10 мм) не являются препятствием, приводящим к ограничению контроля или к повреждению элементов ЭМА преобразователя. В прототипе, столкновение неровности поверхности контролируемого изделия с защитными элементами (распорный элемент, полозья) ЭМА преобразователя может привести к нарушению функционирования устройства.3. For poles of the electromagnet, which are the wheels of the trolley, irregularities on the surface of the monitored product even of significant size (in practice, “steps” on the bolted joints of the rails to 10 mm) are not an obstacle, leading to limited control or damage to the elements of the EMA converter. In the prototype, the collision of the surface roughness of the controlled product with protective elements (spacer element, runners) of the EMA converter can lead to disruption of the device.
4. Выполнение узла намагничивания в виде двуосной тележки с размещением коаксиально на осях колесных пар соленоидами (намагничивающими катушками) или постоянными магнитами позволяет создавать значительный магнитный поток в контролируемом изделии, что также способствует повышению эффективности ЭМА преобразования.4. The implementation of the magnetization unit in the form of a biaxial trolley with coaxial placement on the axles of the wheelsets with solenoids (magnetizing coils) or permanent magnets allows you to create a significant magnetic flux in the controlled product, which also improves the efficiency of EMA conversion.
5. Система намагничивания одновременно является и носителем ЭМА преобразователя, что в отличие от прототипа существенно упрощает конструкцию устройства.5. The magnetization system is also the carrier of the EMA converter, which, unlike the prototype, significantly simplifies the design of the device.
6. Армирование катушек индуктивности индуктора в герметичную оболочку из износостойкого материала упрощает конструкцию индуктора, защищает катушки от загрязнения и повреждения в реальных условиях эксплуатации и позволяет максимально приблизить катушки индуктивности к поверхности контролируемого изделия, что повышает эффективность ЭМА преобразования. В прототипе грязенепроницаемая оболочка (сильфон) в основном защищает промежуточное пространство между полюсом магнита и катушками индуктора и плохо защищает сами катушки, являющиеся основными элементами ЭМА преобразователя.6. Reinforcing the inductor coils of the inductor into a sealed enclosure made of wear-resistant material simplifies the design of the inductor, protects the coil from contamination and damage in real operating conditions, and maximizes the inductance coils to the surface of the controlled product, which increases the efficiency of EMA conversion. In the prototype, a mud-proof shell (bellows) basically protects the intermediate space between the magnet pole and the inductor coils and poorly protects the coils themselves, which are the main elements of the EMA converter.
Заявляемое устройство иллюстрируют следующие графические материалы:The inventive device is illustrated by the following graphic materials:
Фиг. 1 - Схема возбуждения магнитного потока, где:FIG. 1 - Scheme of magnetic flux excitation, where:
1 - тележка с двумя колесными парами;1 - trolley with two wheelsets;
2а и 2б - рельсовая колея с рельсами 2а и 2б;2a and 2b - rail track with
3 и 4 - колесные пары с колесами 3а и 3б для колесной пары 3 и колесами 4а и 4б для пары 4 соответственно;3 and 4 - wheelsets with wheels 3a and 3b for
5 - катушки (соленоиды) электромагнитов на осях колесных пар 3 и 4;5 - coils (solenoids) of electromagnets on the axles of
6 - магнитный поток, создаваемый электромагнитами на осях колесных пар, замыкающийся через колеса тележки и участков рельсов между колесами тележки 1;6 - magnetic flux generated by electromagnets on the axles of the wheelsets, closing through the wheels of the trolley and sections of the rails between the wheels of the
7 - рама тележки 1, выполненная из немагнитного материала.7 - the frame of the
Фиг. 2 - ЭМА преобразователь с размещением узла индуктора под колесом (например, 3а колесной пары 3) тележки 1, где:FIG. 2 - EMA converter with the placement of the inductor assembly under the wheel (for example, 3a of the wheel pair 3) of the
8 - катушки индуктора ЭМАП;8 - EMAT inductor coils;
9 - ласта - упругий элемент для герметичного размещения катушек индуктора ЭМА преобразователя;9 - fins - an elastic element for the tight placement of the inductor coils of the EMA converter;
10 - узел крепления;10 - mount;
11 - кронштейн, прикрепляемый к буксе 12;11 - bracket attached to the
12 - буксовый узел колесной пары 1;12 - axle
13 - УЗ колебания, возбуждаемые в рельсе.13 - ultrasonic vibrations excited in the rail.
Рассмотрим возможность и особенности реализации заявляемого устройства.Consider the possibility and implementation features of the claimed device.
Тележку 1 с двумя колесными парами 3 и 4 (Фиг. 1) устанавливают на рельсовую колею с рельсами 2а и 2б. На осях 3 и 4 колесных пар расположены соленоиды (катушки намагничивания) 5. Оси 3 и 4 совместно с катушками 5 образуют своеобразные электромагниты. При подключении электрического напряжения к катушкам 5 образуется замкнутый магнитный поток 6, без воздушных зазоров и соответствующих потерь. Обмотки катушек 5 подключаются к источнику электрического напряжения согласованно так, чтобы магнитный поток 6 проходил по пути: ось 3 первой колесной пары - колесо 3а - пятно контакта колеса с рельсом 2а, рельс 2а (одной нитки рельсовой колеи) - пятно контакта колеса 4а второй колесной пары 4 - ось 4 другой колесной пары - другое колесо 4б этой пары - рельс 2б другой нитки рельсовой колеи и колесо 3б первой пары.
Связывающие конструктивные элементы 7 тележки 1, с целью исключения потерь магнитного потока, выполняют из немагнитного материала (например, из нержавеющей стали). Такая система намагничивания позволяет получить в рельсе магнитную индукцию не менее 1 Тл при расходуемой электрической мощности всего около 2 кВт. Система безопасна при значительных скоростях сканирования (испытана при контроле рельсов до 80 км/ч) на эксплуатируемых железнодорожных путях при проезде любых участков пути с болтовыми и сварными стыками, стрелочными переводами, участков рельсового пути с автомобильными переездами и мостов [10, 11].The connecting
Такая система намагничивания успешно эксплуатируется при реализации магнитодинамического (МД) метода контроля, известна из патентов и публикаций [12-17] и подтверждает реализуемость предлагаемого технического решения.Such a magnetization system is successfully operated during the implementation of the magnetodynamic (MD) control method, is known from patents and publications [12-17] and confirms the feasibility of the proposed technical solution.
Однако МД метод позволяет обнаруживать только дефекты в головке рельсов, залегающие на глубине, не превышающей 15-20 мм от поверхности катания рельса. Известные технические решения создают магнитное поле на участках рельсов между колесами для реализации магнитного (магнито-динамического) контроля и предназначены в основном для обнаружения дефектов в головке рельсов и поперечных изломов в рельсах. Некоторые технические решения позволяют дополнительно, по сигналам МД метода определять скорость контроля, используя корреляционную обработку сигналов от двух близко распложенных датчиков магнитного поля [16], или анализировать состояние сварных стыков рельсов [17]. В известном техническом решении [15] создаваемое магнитное поле кроме обнаружения поперечных трещин в рельсах используют также и для создания тормозных усилий подвижного состава.However, the MD method allows you to detect only defects in the rail head, occurring at a depth not exceeding 15-20 mm from the rail rolling surface. Known technical solutions create a magnetic field on the sections of the rails between the wheels for the implementation of magnetic (magneto-dynamic) control and are intended mainly for detecting defects in the rail head and transverse kinks in the rails. Some technical solutions allow additionally, using the MD method signals to determine the control speed using correlation processing of signals from two closely located magnetic field sensors [16], or to analyze the condition of welded rail joints [17]. In the known technical solution [15], the generated magnetic field, in addition to detecting transverse cracks in the rails, is also used to create braking forces of the rolling stock.
Но все известные рассмотренные и аналогичные методы намагничивания имеют узкую область применения и не позволяют реализовать бесконтактное (сухое, без применения контактирующей жидкости) возбуждение и прием упругих (акустических) колебаний УЗ частоты и имеют ограниченную функциональную возможность. Имеются примеры одновременного применения МД и УЗ методов, когда одновременно с реализацией МД метода осуществляют и УЗ метод контроля [3, 13, 18]. Однако при этом используются контактные УЗ преобразователи со всеми их недостатками (требование контактирующей жидкости для создания акустического контакта, нестабильность контакта в процессе сканирования и т.д.). Размещение контактных УЗ преобразователей в известных решениях связано лишь использованием специальной тележки с электромагнитами на осях колесных пар в качестве носителя или устройства для размещения контактных акустических блоков при сканировании контролируемого изделия.But all the known considered and similar magnetization methods have a narrow scope and do not allow to realize non-contact (dry, without the use of a contacting liquid) excitation and reception of elastic (acoustic) vibrations of ultrasonic frequencies and have limited functionality. There are examples of the simultaneous use of MD and ultrasound methods, when, simultaneously with the implementation of the MD method, the ultrasound control method is also implemented [3, 13, 18]. However, contact ultrasound transducers with all their shortcomings are used (the requirement of the contacting fluid to create an acoustic contact, the instability of the contact during scanning, etc.). The placement of contact ultrasonic transducers in known solutions is associated only with the use of a special trolley with electromagnets on the axles of the wheelsets as a carrier or device for placing contact acoustic blocks when scanning a controlled product.
С целью расширения функциональных возможностей в заявляемом изобретении предлагается магнитный поток, создаваемой рассмотренной системой намагничивания, использовать для бесконтактного (сухого, без контактирующей жидкости) контроля рельсов путем ЭМА возбуждения /приема УЗ колебаний. Для этого в зоне максимального магнитного потока, вблизи контактного пятна колеса с рельсом, устанавливают плоскую катушку индуктивности 8 индуктора с переменным электрическим током УЗ частоты. Катушка или несколько катушек 8 индуктора герметично вмонтированы (армированы) в эластичную ласту 9, которая в свою очередь с помощью узла крепления 10 прикреплена к кронштейну 11. Кронштейн 11 прикрепляется к буксовому узлу 12 колесной пары 3.In order to expand the functionality of the claimed invention, it is proposed to use the magnetic flux generated by the considered magnetization system for non-contact (dry, without contacting liquid) rail monitoring by EMA excitation / reception of ultrasonic vibrations. For this, in the zone of maximum magnetic flux, near the contact spot of a wheel with a rail, a
При включении соленоидов 5, в осях колесных пар 3 и 4 создается магнитный поток 6, который через полюса электромагнита (колеса тележки 3а, 4а, 4б и 3б) проникает в исследуемые рельсы 2а и 2б. Магнитный поток 6 проходит в рельс через пятна контакта колесо-рельс и через воздушный зазор между ободом колеса и рельсом. Путем математического моделирования и экспериментально установлено, что:When the
- размеры пятна контакта составляют около 60×40 мм, здесь магнитная индукция максимальная и составляет около 2,0 Тл;- the size of the contact spot is about 60 × 40 mm, here the maximum magnetic induction is about 2.0 T;
- на расстоянии около 80 мм (77,5 мм) от краев контактного пятна в воздушном зазоре Z между колесом и рельсом (Фиг. 2) уровень магнитной индукции В находится еще на уровне, достаточном для эффективного возбуждения и приема УЗ колебаний ЭМА методом.- at a distance of about 80 mm (77.5 mm) from the edges of the contact spot in the air gap Z between the wheel and the rail (Fig. 2), the level of magnetic induction B is still at a level sufficient for the effective excitation and reception of ultrasonic vibrations by the EMA method.
В указанном зазоре Z (Фиг. 2) в заявляемом устройстве размещается катушка индуктивности 8 индуктора ЭМА преобразователя, представляющая собой плоскую катушку в форме меандра, «бабочки» или иной формы (конфигурация катушки в предмет заявляемого технического решения не входит). Силовые линии, создаваемые электромагнитом в рассматриваемой зоне, практически перпендикулярны катушке индуктора и поверхности катания рельса. Импульсный ток УЗ частоты, протекающий в плоской катушке 8 индуктора, вызывает колебания этих проводников и поверхностного слоя контролируемого изделия (рельса 2а или 2б) с одинаковой максимальной амплитудой, т.е. в данном преобразователе энергия магнитного поля используется практически полностью. При этом обеспечивается равномерность фронта УЗ колебаний в скин-слое, что в совокупности приводит к увеличению коэффициента преобразования преобразователя и к созданию объемных сдвиговых волн 13 в контролируемом рельсе 2а (или 2б). Ультразвуковые колебания, распространяясь по траектории 13 по высоте рельса, фиксируют эхо- и/или зеркально-теневым методами УЗ контроля искомые дефекты в рельсе.In the specified gap Z (Fig. 2) in the inventive device, an
В зависимости от реализуемых схем прозвучивания контролируемого изделия (рельса 2а, 2б), в зазоре между ободом колеса и поверхностью катания рельса могут находиться один, два или несколько катушек 8 индуктора (на Фиг. 2 показано две катушки). При одиночной катушке индуктора он одновременно (точнее, последовательно: вначале излучает зондирующий импульс, потом принимает эхо-сигналы) выполняет роль излучателя и приемника УЗ колебаний.Depending on the sounding schemes of the monitored product (
То, какого вида ультразвуковые волны (по частоте и ориентации) будут созданы в материале контролируемого изделия, зависит от направления созданного магнитной системой тележки магнитного поля, а также от компоновки катушек индуктора, их расстояния от пятна контакта и электронной системы (на Фиг. не показана).What kind of ultrasonic waves (in frequency and orientation) will be created in the material of the controlled product depends on the direction of the magnetic field cart created by the magnetic system, as well as on the layout of the inductor coils, their distance from the contact spot and the electronic system (not shown in Fig. )
Следует отметить, что формирование сдвиговых УЗ колебаний, распространяющихся нормально к поверхности сканирования, менее критично к технологическому зазору между плоской катушкой индуктора 8 и поверхностью контролируемого объекта (рельса 2а или 2б). А технологический зазор неизбежен, т.к. катушки 8 индуктора должны быть защищены от повреждений, замыкания витков и т.п. Поэтому, в заявляемом техническом решении предлагается разместить их в упругую герметичную эластичную пластину (ласту) 9, которая может быть выполнена, например, из износостойкого полиуретана или из других высокостойких к истиранию немагнитных материалов. При оптимальном подборе материала ласты технологический зазор может составлять не более 1,5 мм, что вполне достаточно для получения до 10 донных сигналов (от поверхности подошвы рельса) в статическом положении тележки и до 3-донных сигналов в динамике на максимальных скоростях сканирования. Это позволяет осуществлять уверенный бесконтактный (при сухом контакте) УЗ контроль рельсов на значительных скоростях сканирования.It should be noted that the formation of shear ultrasonic vibrations propagating normally to the scanning surface is less critical to the technological gap between the flat coil of the
Конкретное выполнение кронштейна 11 и узла крепления 10 могут отличаться от показанного варианта на Фиг. 2. Важно, чтобы обеспечивалось постоянное положение катушек 8 индуктора относительно поверхности контролируемого рельса и пятна контакта колеса с рельсом. При перемещении ласта 9 с катушками индуктора 8 может следовать рельефу поверхности контролируемого изделия 2а и 2б. При этом зона индуктора, как правило, слегка прижимается упругими силами гибкой ласты и, при определенных условиях, силами инерции к поверхности контролируемого изделия (к поверхности катания рельса), однако сила этого прижима так мала, что даже при скользящем контакте рабочей поверхности ласты 9 и поверхностью катания рельса имеет место лишь небольшой износ. Можно также в отдельных фазах процесса работать бесконтактно.The specific implementation of the
Для защиты катушек 8 индуктора перед индуктором со стороны, обращенной к контролируемому изделию, а также со стороны колеса можно дополнительно установить не показанные на Фиг. защитные пластины из немагнитного материала (например, из керамического композита). Узел крепления 10 должен быть выполнен таким образом, чтобы при необходимости обеспечить быструю замену изношенной или поврежденной ласты 9 с катушками 8 индуктора на работоспособную.To protect the inductor coils 8 in front of the inductor from the side facing the controlled product, as well as from the wheel side, additionally not shown in FIG. protective plates made of non-magnetic material (for example, ceramic composite). The
Для формирования УЗ волн, ориентированных нормально к поверхности сканирования, необходимо обеспечить возможно близкое расположение индуктора к пятну контакта. Именно при выполнение данного требования обеспечивается наиболее эффективное возбуждение сдвиговых УЗ волн в указанном на Фиг. 2 направлении 13.For the formation of ultrasonic waves oriented normally to the scanning surface, it is necessary to ensure the closest possible location of the inductor to the contact spot. It is upon fulfillment of this requirement that the most effective excitation of shear ultrasonic waves in the one indicated in FIG. 2
В общем случае, размещение катушек 8 индуктора на каждой нитке рельсовой колеи возможно как впереди, так и сзади колеса (3а на Фиг. 2). Экспериментально установлено, что наиболее эффективное возбуждение УЗ колебаний происходит при размещении индукторов вблизи первых по ходу движения тележки 1 колес (колес 3а и 3б на Фиг. 1, при указанном на Фиг. 2 направлении движения тележки).In the General case, the placement of the
Реализация заявляемого устройства возможна не только при контроле железнодорожных рельсов, но и любых других изделий, имеющих параллельное расположение контролируемых узлов. Например, возможен одновременный контроль двух рядом расположенных труб, тавровых балок, узких листовых полотен и т.п. Естественно, при этом профиль образующей колес тележки должен быть адаптирован под профиль контролируемого изделия, ширина тележки определяется расстоянием между изделиями, а контролируемые изделия не должны иметь между собой поперечные связи из магнитомягкого материала.The implementation of the inventive device is possible not only with the control of railway rails, but also with any other products having a parallel arrangement of controlled nodes. For example, it is possible to simultaneously control two adjacent pipes, T-beams, narrow sheet paintings, etc. Naturally, the profile of the wheels forming the cart must be adapted to the profile of the monitored product, the width of the cart is determined by the distance between the products, and the monitored products should not have cross-links made of soft magnetic material.
Возможна также реализация устройства, при котором обеспечивается контроль одиночного длинномерного изделия, а второй, размещенный параллельно первому, служит направляющей для тележки. Производительность контроля при этом будет в два раза ниже, чем при одновременном контроле двух идентичных изделий.It is also possible to implement a device in which control of a single long product is provided, and the second, placed parallel to the first, serves as a guide for the trolley. The control performance will be two times lower than with the simultaneous control of two identical products.
В то же время, в любом рассмотренном случае становиться возможным существенно упростить конструкцию и заметно расширить функциональную возможность ЭМА преобразователя за счет повышения скоростей сканирования без потери эффективности возбуждения/приема ультразвуковых колебаний бесконтактным способом.At the same time, in any case considered, it becomes possible to significantly simplify the design and significantly expand the functionality of the EMA transducer by increasing the scanning speeds without losing the efficiency of excitation / reception of ultrasonic vibrations in a non-contact way.
Таким образом, заявляемое устройство может быть реализовано, позволяет реализовать бесконтактный ультразвуковой контроль изделий на значительных скоростях сканирования существенно расширяя функциональные возможности ЭМА преобразователя.Thus, the inventive device can be implemented, allows for non-contact ultrasonic testing of products at significant scanning speeds, significantly expanding the functionality of the EMA transducer.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES
1. Гурвич А.К., Довнар Б.П., Козлов В.Б., Круг Г.А., Кузьмина Л.И., Матвеев А.И.; под ред. Гурвича А.К. Неразрушающий контроль рельсов при их эксплуатации и ремонте. - М.: Транспорт, 1983. - 318 с.1. Gurvich A.K., Dovnar B.P., Kozlov V.B., Krug G.A., Kuzmina L.I., Matveev A.I .; under the editorship of Gurvich A.K. Non-destructive testing of rails during their operation and repair. - M.: Transport, 1983.- 318 p.
2. Марков А.А., Шпагин Д.А. Ультразвуковая дефектоскопия рельсов, 2 изд. перераб и доп. - СПб, Образование - Культура, 2008. - 283 с.2. Markov A.A., Shpagin D.A. Ultrasonic flaw detection of rails, 2nd ed. supervisor and ext. - St. Petersburg, Education - Culture, 2008. - 283 p.
3. Марков А.А., Кузнецова Е.К. Дефектоскопия рельсов. Формирование и анализ сигналов. Книга 2. Расшифровка дефектограмм. - СПб, Ультра Принт, 2014. - 326 с.3. Markov A.A., Kuznetsova E.K. Defectoscopy of rails. The formation and analysis of signals. Book 2. Explanation of defectograms. - SPb, Ultra Print, 2014 .-- 326 p.
4. Муравьев В.В., Стрижак В.А., Балобанов Е.Н. К расчету параметров системы намагничивания электромагнитно-акустического преобразователя / Измерительная техника, 2011, №1(17), с. 197-205.4. Ants V.V., Strizhak V.A., Balobanov E.N. To the calculation of the parameters of the magnetization system of an electromagnetic-acoustic transducer / Measuring equipment, 2011, No. 1 (17), p. 197-205.
5. Самокрутов А.А., Бобров В.Т., Шевалдыкин В.Г., Козлов В.Н., Алехин С.Г., Жуков А.В. Исследование анизотропии проката и ее влияния на результаты акустических измерений. // Контроль. Диагностика. 2003, №11. С. 6-8, 13-19].5. Samokrutov A.A., Bobrov V.T., Shevaldykin V.G., Kozlov V.N., Alekhin S.G., Zhukov A.V. Study of rolled anisotropy and its influence on the results of acoustic measurements. // The control. Diagnostics. 2003, No. 11. S. 6-8, 13-19].
6. Гобов Ю.Л., Михайлов А.В., Смородинский Я.Г. Намагничивающая система для ЭМА-сканера-дефектоскопа / Дефектоскопия, 2014, №11, с. 48-56.6. Gobov Yu.L., Mikhailov A.V., Smorodinsky Ya.G. Magnetizing system for an EMA scanner-flaw detector / Flaw detection, 2014, No. 11, p. 48-56.
7. Патент RU 108626.7. Patent RU 108626.
8. Патент RU 2350943.8. Patent RU 2350943.
9. Патент RU 2489713.9. Patent RU 2489713.
10. Марков А.А., Антипов А.Г. Магнитодинамический метод контроля рельсов // В мире неразрушающего контроля. 2012, - №3(57). С. 66-71.10. Markov A.A., Antipov A.G. The magnetodynamic method of rail monitoring // In the world of non-destructive testing. 2012, - No. 3 (57). S. 66-71.
11. Антипов А.Г., Марков А.А. Оценка глубины выявления поперечных трещин магнитодинамическим методом в дефектоскопии рельсов / Дефектоскопия, 2014, №8, с. 57-68.11. Antipov A.G., Markov A.A. Assessment of the depth of detection of transverse cracks by the magnetodynamic method in rail inspection / Defectoscopy, 2014, No. 8, p. 57-68.
12. Патент RU 10465.12. Patent RU 10465.
13. Патент RU 2225308.13. Patent RU 2225308.
14. Патент RU 2266225.14. Patent RU 2266225.
15. Патент US 6262573 В1.15. Patent US 6262573 B1.
16. Патент RU 127703.16. Patent RU 127703.
17. Патент RU 2586090.17. Patent RU 2586090.
18. Патент RU 2521095.18. Patent RU 2521095.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016146970A RU2649636C1 (en) | 2016-11-29 | 2016-11-29 | Electromagnetic-acoustic transducer for ultrasonic testing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016146970A RU2649636C1 (en) | 2016-11-29 | 2016-11-29 | Electromagnetic-acoustic transducer for ultrasonic testing |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2649636C1 true RU2649636C1 (en) | 2018-04-04 |
Family
ID=61867614
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016146970A RU2649636C1 (en) | 2016-11-29 | 2016-11-29 | Electromagnetic-acoustic transducer for ultrasonic testing |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2649636C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2793187C1 (en) * | 2022-09-21 | 2023-03-29 | Акционерное общество "РАДИОАВИОНИКА" | Magnetizing unit of a mobile rail flaw detector |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2184374C1 (en) * | 2001-08-28 | 2002-06-27 | ОАО "Радиоавионика" | Ultrasonic method for controlling rail head |
RU2313782C2 (en) * | 2006-02-22 | 2007-12-27 | Виталий Иванович Горделий | Magnetizing arrangement for the means of non-destruction control |
US7389694B1 (en) * | 2006-03-14 | 2008-06-24 | Hay Thomas R | Rail inspection system |
RU2489713C2 (en) * | 2008-10-24 | 2013-08-10 | Институт Др. Фёрстер Гмбх & Ко. Кг | Electromagnetic acoustic transducer and ultrasonic control system with such transducer |
KR101356751B1 (en) * | 2012-10-06 | 2014-02-04 | 한국표준과학연구원 | Noncontact inspection equipment for internal flaw of rail |
RU2560753C1 (en) * | 2014-07-04 | 2015-08-20 | Алексей Михайлович Кашин | Mirror-shadow method for ultrasonic inspection with differential compensation for interfering factors |
-
2016
- 2016-11-29 RU RU2016146970A patent/RU2649636C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2184374C1 (en) * | 2001-08-28 | 2002-06-27 | ОАО "Радиоавионика" | Ultrasonic method for controlling rail head |
RU2313782C2 (en) * | 2006-02-22 | 2007-12-27 | Виталий Иванович Горделий | Magnetizing arrangement for the means of non-destruction control |
US7389694B1 (en) * | 2006-03-14 | 2008-06-24 | Hay Thomas R | Rail inspection system |
RU2489713C2 (en) * | 2008-10-24 | 2013-08-10 | Институт Др. Фёрстер Гмбх & Ко. Кг | Electromagnetic acoustic transducer and ultrasonic control system with such transducer |
KR101356751B1 (en) * | 2012-10-06 | 2014-02-04 | 한국표준과학연구원 | Noncontact inspection equipment for internal flaw of rail |
RU2560753C1 (en) * | 2014-07-04 | 2015-08-20 | Алексей Михайлович Кашин | Mirror-shadow method for ultrasonic inspection with differential compensation for interfering factors |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2793187C1 (en) * | 2022-09-21 | 2023-03-29 | Акционерное общество "РАДИОАВИОНИКА" | Magnetizing unit of a mobile rail flaw detector |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20020033049A1 (en) | Detection of anomalies on railroad tracks | |
USRE40515E1 (en) | Method and apparatus for inspecting pipelines from an in-line inspection vehicle using magnetostrictive probes | |
US4100809A (en) | Method for excitation and reception of ultrasonic plate waves in workpieces and devices for realizing same | |
US3850028A (en) | Method for ultrasonic inspection | |
CA2585823C (en) | Device and method for the electromagnetic, acoustic material testing and/or thickness measurement of a test object that contains at least electrically conductive and ferromagneticmaterial fractions | |
US8596129B2 (en) | EMUS transducer system as well as a method for producing linearly polarised transverse waves with variably predeterminable polarisation direction within a test specimen | |
RU2653663C1 (en) | Rail electromagnetic-acoustic control device | |
RU2487809C2 (en) | Method of track and rolling stock diagnostics | |
RU2649636C1 (en) | Electromagnetic-acoustic transducer for ultrasonic testing | |
KR101356751B1 (en) | Noncontact inspection equipment for internal flaw of rail | |
Aleshin et al. | Automatic ultrasonic inspection of large-diameter pipes | |
CN105818822A (en) | Device and method of monitoring steel rail temperature stress in real time based on laser ultrasonic method | |
Cheng et al. | Assessment of ultrasonic NDT methods for high speed rail inspection | |
RU2225308C2 (en) | Flaw detector truck for combined magnetic and ultrasonic flaw detection of rail track | |
CN116420072A (en) | EMAT system for detecting surface and internal discontinuities of conductive structures at high temperatures | |
Yi et al. | Rail flaw detection system based on electromagnetic acoustic technique | |
RU2634806C1 (en) | Device of magnetic flaw detection of rails | |
Murayama et al. | Pipe inspection system by guide wave using a long distance waveguide | |
RU2661312C1 (en) | Non-contact and non-destructive testing method and device for its implementation | |
RU142323U1 (en) | SCANNING DEFECTOSCOPE | |
RU2717413C1 (en) | Device for increasing cohesion of locomotive driving wheels with rails | |
Coccia et al. | Noncontact ultrasonic guided wave detection of rail defects | |
Wang et al. | Investigation and study for rail internal-flaw inspection technique | |
Manios et al. | A new cracks detection device for magnetic steels | |
CN113740441B (en) | Integrated laser acousto-magnetic metal defect flaw detection device and method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191130 |