RU2737340C1 - Electromagnetic acoustic monitoring device - Google Patents
Electromagnetic acoustic monitoring device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2737340C1 RU2737340C1 RU2020100505A RU2020100505A RU2737340C1 RU 2737340 C1 RU2737340 C1 RU 2737340C1 RU 2020100505 A RU2020100505 A RU 2020100505A RU 2020100505 A RU2020100505 A RU 2020100505A RU 2737340 C1 RU2737340 C1 RU 2737340C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electromagnetic
- acoustic
- control
- generator
- receiving
- Prior art date
Links
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
- G01N29/04—Analysing solids
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (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, преимущественно, для неразрушающего контроля электромагнитным акустическим методом для выявления дефектов трубопроводов и измерения толщины стенки трубопроводов с применением электромагнито-акустических (ЭМА) преобразователей.The invention relates to the field of non-destructive testing and can be used, mainly, for non-destructive testing by the electromagnetic acoustic method for detecting pipeline defects and measuring the wall thickness of pipelines using electromagnetic-acoustic (EMA) transducers.
Известен электромагнито-акустический дефектоскоп [SU 1377716, A1, G01N 29/24, 03.05.1989], в котором ЭМА преобразователь выполнен дифференциальным, сигналы на обеих катушках синфазны и их выходы поданы на инверсный и неинверсные входы дифференциального усилителя.Known electromagnetic acoustic flaw detector [SU 1377716, A1, G01N 29/24, 05/03/1989], in which the EMA converter is made differential, the signals on both coils are in phase and their outputs are fed to the inverse and non-inverse inputs of the differential amplifier.
Это техническое решение имеет ограниченное применение, поскольку предназначено для выявления дефектов, плоскость которых расположена только параллельно поверхности контролируемого изделия.This technical solution has limited application, since it is designed to detect defects, the plane of which is located only parallel to the surface of the tested product.
Известно также устройство [SU 1587439, A1, G01N 29/04, 23.08.90], содержащее магнитную систему из двух разнополярных установленных на ферромагнитной пластине постоянных магнитов и вытянутую симметрично вдоль линии стыковки магнитов первую плоскую катушку, а также две аналогичные плоские катушки, расположенные соосно с первой одна под другой и электрически раздельно, причем, первая и вторая катушки включены последовательно и являются приемными, а третья является возбуждающей, при этом, суммарное количество витков приемных катушек на порядок больше количества витков возбуждающей катушки, а габаритные размеры возбуждающей катушки не превышают габариты приемных катушек.There is also known a device [SU 1587439, A1, G01N 29/04, 23.08.90], containing a magnetic system of two different polarity permanent magnets mounted on a ferromagnetic plate and a first flat coil elongated symmetrically along the line of magnet joining, as well as two similar flat coils located coaxially with the first one under the other and electrically separately, moreover, the first and second coils are connected in series and are receiving, and the third is exciting, while the total number of turns of the receiving coils is an order of magnitude greater than the number of turns of the exciting coil, and the overall dimensions of the exciting coil do not exceed dimensions of the take-up coils.
Недостатком такого устройства является его относительно высокая сложность.The disadvantage of such a device is its relatively high complexity.
Кроме того, известно устройство [RU №37833, U1, G01N 29/24, 10.05.2005], содержащее раздельно-совмещенный индуктор, при этом, каждая в/ч катушка образована восемью размещенными на расстоянии друг от друга встречновключенными обмотками, причем, каждая последующая обмотка, расположенная от периферии к центру, по отношению к предыдущей содержит большое количество витков. Кроме того, это устройство выполнено с возможностью возбуждения импульсными сигналами с различной частотой заполнения, при котором генерируются акустические сигналы, максимумы которых соответствуют углам 35° и 60-65° с минимальным излучением под другими углами.In addition, a device is known [RU No. 37833, U1, G01N 29/24, 10.05.2005], containing a separately-combined inductor, while each V / h coil is formed by eight located at a distance from each other counter-connected windings, and each the subsequent winding, located from the periphery to the center, in relation to the previous one, contains a large number of turns. In addition, this device is made with the possibility of excitation by pulse signals with different filling frequencies, at which acoustic signals are generated, the maxima of which correspond to angles of 35 ° and 60-65 ° with minimal radiation at other angles.
Недостатком устройства является его относительно узкие функциональные возможности, что обусловливает его применения, преимущественно для контроля рельсов.The disadvantage of the device is its relatively narrow functionality, which leads to its use, mainly for monitoring rails.
Наиболее близким к заявленному является устройство, [RU, №2185600, C1; G01B 17/02, 20.07.2002], содержащее последовательно соединенные синхронизатор, генератор зондирующих импульсов, совмещенный ультразвуковой преобразователь и приемный усилитель, кварцевый генератор и последовательно соединенные арифметическо-логическое устройство и индикатор, при этом, в качестве ультразвукового преобразователя используется электромагнитно-акустический преобразователь, дополнительно введены когерентный накопитель сигналов, цифроаналоговый преобразователь и блок задания режимов обработки и индикации сигналов, приемный усилитель выполнен с автоматически регулируемым коэффициентом усиления, а арифметическо-логическое устройство выполнено в виде микропроцессора с функциями управления заданным режимом обработки сигналов, режимом индикации, управления коэффициентом усиления приемного усилителя и вычисления толщины исследуемого образца по данным когерентного накопителя сигналов, первый синхронизирующий выход синхронизатора подключен к входу генератора зондирующих импульсов, управляющий выход арифметическо-логического устройства подключен шиной управления через цифроаналоговый преобразователь ко входу управления коэффициентом усиления приемного усилителя и непосредственно - к первому управляющему входу когерентного накопителя, сигнальный вход которого подключен к выходу приемного усилителя, выход-вход данных когерентного накопителя сигналов соединен шиной данных с входом-выходом данных арифметическо-логического устройства, а синхронизирующий и второй управляющий входы когерентного накопителя сигналов подключены ко второму синхронизирующему и управляющему выходам синхронизатора, третий синхронизирующий выход которого подключен ко входу блока задания режимов обработки и индикации сигналов, запускающий и адресный выходы которого соединены соответственно с запускающим и адресным входами синхронизатора, тактовый вход которого подключен к выходу кварцевого генератора.The closest to the claimed device is [RU, No. 2185600, C1; G01B 17/02, 20.07.2002], containing a series-connected synchronizer, a probe pulse generator, a combined ultrasonic transducer and a receiving amplifier, a crystal oscillator and a series-connected arithmetic-logic device and an indicator, while an electromagnetic-acoustic transducer is used as an ultrasonic transducer , a coherent signal storage device, a digital-to-analog converter and a unit for setting the signal processing and indication modes are additionally introduced, the receiving amplifier is made with an automatically adjustable gain, and the arithmetic-logic device is made in the form of a microprocessor with the functions of controlling a given signal processing mode, indication mode, gain control receiving amplifier and calculating the thickness of the sample under study according to the data of the coherent signal accumulator, the first synchronizing output of the synchronizer is connected to the input of the probe pulse generator, pack The control output of the arithmetic-logic device is connected by a control bus through a digital-to-analog converter to the gain control input of the receiving amplifier and directly to the first control input of the coherent storage device, the signal input of which is connected to the output of the receiving amplifier, the data output-input of the coherent signal storage device is connected by the data bus to the input - the data output of the arithmetic-logic device, and the synchronizing and second control inputs of the coherent signal storage are connected to the second synchronizing and control outputs of the synchronizer, the third synchronizing output of which is connected to the input of the block for setting the signal processing and indication modes, the trigger and address outputs of which are connected respectively to the trigger and address inputs of the synchronizer, the clock input of which is connected to the output of the crystal oscillator.
Недостатком устройства является его относительно высокая сложность, обусловленная использованием, по меньшей мере, двух отдельных катушек для передачи и приема сигналов, а также относительно большим затуханием полезного сигнала, что снижает точность и чувствительность устройства.The disadvantage of the device is its relatively high complexity due to the use of at least two separate coils for transmitting and receiving signals, as well as a relatively large attenuation of the useful signal, which reduces the accuracy and sensitivity of the device.
Задачей, решаемой в изобретении, является создание устройства для электромагнитного акустического контроля, обладающего простотой и высокой чувствительностью и точностью.The problem solved in the invention is to create a device for electromagnetic acoustic control, which has simplicity and high sensitivity and accuracy.
Требуемый технический результат заключается в упрощении устройства и повышении чувствительности и точности.The required technical result is to simplify the device and increase the sensitivity and accuracy.
Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что, в устройство, выполненное в виде электромагнито-акустического преобразователя, размещенного на объекте контроля и содержащего электромагнитную катушку, и содержащее на приемопередающей стороне последовательно соединенные генератор зондирующих импульсов, приемный усилитель и блок управления, выполненный с возможностью управления генератором зондирующих импульсов и анализа принимаемых по каналу связи от электромагнито-акустического преобразователя сигналов контроля, согласно изобретению, в электромагнито-акустический преобразователь введено реактивное согласующее сопротивление Z1, включенное последовательно с электромагнитной катушкой, а выход генератора зондирующих импульсов соединен со входом приемного усилителя через введенное реактивное согласующее сопротивление Z2, причем, Z1 = -Z2.The problem is solved, and the required technical result is achieved by the fact that, in a device made in the form of an electromagnetic-acoustic transducer, located at the test object and containing an electromagnetic coil, and containing a series-connected generator of probing pulses, a receiving amplifier and a control unit on the transceiver side, configured to control the generator of probing pulses and analyze the control signals received via the communication channel from the electromagnetic-acoustic transducer, according to the invention, a reactance matching resistance Z 1 connected in series with the electromagnetic coil is introduced into the electromagnetic-acoustic transducer, and the output of the generator of probing pulses is connected to the input receiving amplifier through the introduced reactance matching resistance Z 2 , moreover, Z 1 = -Z 2 .
Кроме того, требуемый технический результат достигается и тем, что параллельно входу усилителя подключен супрессор.In addition, the required technical result is achieved by the fact that a suppressor is connected in parallel to the amplifier input.
На чертеже представлена функциональная схема устройства для электромагнитного акустического контроля.The drawing shows a functional diagram of a device for electromagnetic acoustic control.
Устройство для электромагнитного акустического контроля выполнено в виде электромагнито-акустического преобразователя 1, размещенного на объекте контроля и содержащего электромагнитную катушку 2, и содержащее на приемо-передающей стороне последовательно соединенные генератор 3 зондирующих импульсов, приемный усилитель 4 и блок управления 5, соединенный с генератором 3 зондирующих импульсов и приемным усилителем 4 и выполненный с возможностью управления генератором 3 зондирующих импульсов и анализа принимаемых по каналу связи от электромагнито-акустического преобразователя сигналов контроля.The device for electromagnetic acoustic monitoring is made in the form of an electromagnetic-
Кроме того, электромагнито-акустический преобразователь содержит реактивное согласующее сопротивление Z1 6, включенное последовательно с электромагнитной катушкой 2, а выход генератора 3 зондирующих импульсов соединен со входом приемного усилителя 4 через реактивное согласующее сопротивление Z2 7, причем, Z1 = -Z2.In addition, the electromagnetic-acoustic transducer contains a
На входе усилителя 4 приемных сигналов параллельно его входу может быть подключен супрессор 8, предназначенный для ограничения входного сигнала в случае его аномально высокого значения.At the input of the
Устройство для электромагнитного акустического контроля работает следующим образом.The device for electromagnetic acoustic control works as follows.
Генератор 3 зондирующих импульсов через кабельное соединение по управляющему воздействию от блока 5 управления направляет сигнал в электромагнито-акустический преобразователь 1, размещенный на объекте контроля. Приемный усилитель 4 принимает ответный сигнал от объекта контроля и передает его в блок управления 5, для сравнения параметров переданного и полученного сигнала для принятия решения о результатах контроля.The
Выход генератора 3 зондирующих импульсов нагружается на приемный усилитель 4 через реактивное сопротивление Z2. Благодаря ему генератор 3 зондирующих импульсов не нагружается приемным усилителем 4 и при этом возможна параллельная работа генератора 3 зондирующих импульсов и приемного усилителя 3 на одну электромагнитную катушку 2. Для защиты приемного усилителя 3 может быть использован супрессор 8. При этом реактивное сопротивление Z2 компенсируется реактивным сопротивлением Z1, которое подбирается из условия Z1 = -Z2. При данном условии суммарное затухание полезного сигнала на реактивных сопротивлениях Z1 и Z2 становится равным нулю и соответственно достигается минимальное уменьшение сигнала.The output of the
Благодаря введенным усовершенствованиям достигается требуемый технический результат, поскольку используется одна электромагнитная катушка для приема и передачи сигналов в ЭМА толщиномерах и дефектоскопах. При этом, поскольку суммарное затухание полезного сигнала на реактивных сопротивлениях Z1 и Z2 стремится к нулю, благодаря использованию двух цепей согласования, то одновременно повышается чувствительность и точность работы устройства.Thanks to the introduced improvements, the required technical result is achieved, since one electromagnetic coil is used for receiving and transmitting signals in EMA thickness gauges and flaw detectors. In this case, since the total attenuation of the useful signal at the reactances Z 1 and Z 2 tends to zero, due to the use of two matching circuits, the sensitivity and accuracy of the device operation are simultaneously increased.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020100505A RU2737340C1 (en) | 2020-01-09 | 2020-01-09 | Electromagnetic acoustic monitoring device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020100505A RU2737340C1 (en) | 2020-01-09 | 2020-01-09 | Electromagnetic acoustic monitoring device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2737340C1 true RU2737340C1 (en) | 2020-11-27 |
Family
ID=73543574
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020100505A RU2737340C1 (en) | 2020-01-09 | 2020-01-09 | Electromagnetic acoustic monitoring device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2737340C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2752512A (en) * | 1952-05-10 | 1956-06-26 | Clevite Corp | Sonic energy source |
US3432691A (en) * | 1966-09-15 | 1969-03-11 | Branson Instr | Oscillatory circuit for electro-acoustic converter |
SU1647385A1 (en) * | 1989-01-09 | 1991-05-07 | Всесоюзный научно-исследовательский институт разработки и эксплуатации нефтепромысловых труб | Device for electromagnetic and acoustic testing |
RU2045025C1 (en) * | 1992-02-17 | 1995-09-27 | Малое внедренческое научно-производственное предприятие "Политехник" | Method of and device for electroacoustic inspection of material hardness |
RU2185600C1 (en) * | 2001-04-16 | 2002-07-20 | Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт интроскопии МНПО "СПЕКТР" | Ultrasonic thickness gauge |
RU46586U1 (en) * | 2005-02-10 | 2005-07-10 | Горделий Виталий Иванович | ELECTROMAGNETIC ACOUSTIC DEFECTOSCOPE |
-
2020
- 2020-01-09 RU RU2020100505A patent/RU2737340C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2752512A (en) * | 1952-05-10 | 1956-06-26 | Clevite Corp | Sonic energy source |
US3432691A (en) * | 1966-09-15 | 1969-03-11 | Branson Instr | Oscillatory circuit for electro-acoustic converter |
SU1647385A1 (en) * | 1989-01-09 | 1991-05-07 | Всесоюзный научно-исследовательский институт разработки и эксплуатации нефтепромысловых труб | Device for electromagnetic and acoustic testing |
RU2045025C1 (en) * | 1992-02-17 | 1995-09-27 | Малое внедренческое научно-производственное предприятие "Политехник" | Method of and device for electroacoustic inspection of material hardness |
RU2185600C1 (en) * | 2001-04-16 | 2002-07-20 | Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт интроскопии МНПО "СПЕКТР" | Ultrasonic thickness gauge |
RU46586U1 (en) * | 2005-02-10 | 2005-07-10 | Горделий Виталий Иванович | ELECTROMAGNETIC ACOUSTIC DEFECTOSCOPE |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2485388C2 (en) | Device and group of sensors for pipeline monitoring using ultrasonic waves of two different types | |
CN103486960B (en) | A kind of ultrasound wave, eddy current and EMAT integration nondestructive thickness measuring instrument and method thereof | |
CN111044613A (en) | Metal plate micro-defect detection method based on nonlinear Lamb wave | |
US4639669A (en) | Pulsed electromagnetic nondestructive test method for determining volume density of graphite fibers in a graphite-epoxy composite material | |
US5048340A (en) | Semi-automatic system for ultrasonic measurement of texture | |
JPH0612272B2 (en) | Hybrid analytical test equipment | |
CN203799002U (en) | Data acquisition device for verification testing of partial discharge supersonic reflectoscope | |
CN108225632A (en) | A kind of residual stress non-linear ultrasonic detection method | |
EP2598866A1 (en) | Ultrasonic pipe inspection with signal processing arrangement | |
CN110231400A (en) | Fine definition non-linear detection method towards automobile weld seam tiny flaw | |
JP2960741B2 (en) | Inspection method | |
CN105486924B (en) | Contactless conductor conductivity measuring method based on magnetosonic electrical effect | |
Huang et al. | A novel eddy current method for defect detection immune to lift-off | |
CN113533519B (en) | Method and device for non-contact nondestructive evaluation of anisotropy of material | |
CN110849962A (en) | Device and method for evaluating trend and depth of metal crack by utilizing electromagnetic ultrasonic principle | |
RU2737340C1 (en) | Electromagnetic acoustic monitoring device | |
JPS60237358A (en) | Ultrasonic inspection method and device for conductive material to be inspected | |
US3550435A (en) | Process and apparatus for the ultrasonic inspection of materials | |
CN201273891Y (en) | Ultrasonic nondestructive detector used for ceramic insulator | |
CN101231269B (en) | Electromagnetic ultrasonic transducer capable of charging or discharging magnetism for build-in permanent magnet as well as use method | |
RU2697473C1 (en) | Method of measuring electroconductivity of thin metal films | |
NO313848B1 (en) | Method and apparatus for acoustic detection and localization of sound generating defects | |
CN220982507U (en) | Magneto-acoustic stress measurement device and stress measurement system | |
Jimenez et al. | Handheld solution for measurement of residual stresses on railway wheels using EMATs | |
Bezlyud'Ko et al. | Portable electromagnetic-acoustic thickness meters (emat) |