SE445616B - Forfarande att introducera elektromagnetiskt ultraljud i elektriskt ledande material vid oforstorande provning samt anordning for utforande av forfarandet - Google Patents

Description

7811512-8 2 I vissa fall kan även mottagarens elektromagnets kärna börja vibrera vilket ytterligare stör mottagningsförhållandena.

Föreliggande uppfinning reducerar eller helt eliminerar dessa störningar.

Föreliggande uppfinning hänför sig till ett förfarande enligt patentkravets I ingress och med de särdrag som angives i patentkravets l kännetecknande del.

Vidare hänför sig uppfinningen till en anordning enligt patentkravet 2, huvudsakligen med de särdrag som angives i den kännetecknande delen av patentkrav 2.

Vid användning av elektromagentiskt ultraljud vid icke magnetiska prov- material är signal/brusförhållandet ogynnsamt, vilket ytterligare försvårar detektering av ett mottaget ultraljudseko.

Ett exempel är felindikering i stålämnen eller stålprodukter i varnttill~ stånd över Curietemperaturen.

Härvid medför föreliggande uppfinning avsevärda fördelar genom förbättrade mottagningsförhållanden. Givetvis förbättras även mottagningsförhållandena vid magne- tiska provmaterial.

Nedan beskrives uppfinningen närmare i samband med bifogade ritning där - figur 1 schematiskt visar en elektromagnetisk provningsutrustning där en utföringsform av uppfinningen tdflämpas. - figur 2 visar en kärna till en elektromagnet enligt en första utförings- form. - figur 3, 4 och 5 visar en kärna enligt andra utföringsformer.

I figur 1 visas två elektromagneter 1,2 med tillhörande lindningar 3,Ä. Den första elektromagneten l är avsedd att generera ett starkt magnetfält för sändning av en ultraljudsignal medelst sändarspolen S. Den andra elektromagneten 2 är avsedd att generera ett starkt magnetfält för mottagning av ett ultraljudeko medelst mottagar- spolen 6.

I detta exempel matas elektromagneternas 1,2 lindningar 3,ë från samma strömaggregat, icke visat genom ledarna 7. Sändarspolen 5 matas via ledarna 8 från en icke visar generator som alstrar ultraljudfrekvens. Mottagarspolen 6 är via ledare 9 ansluten till förstärkare och detekteringskretsar. Den principiella funktionen hos denna elektromagnetiska provningsutrustníng är i korthet följande.

Elektromagneterna 1,2 aktiveras varefter en oftast sinusformad ultraljuds- puls avges från nämnda generator till sändarspolen 5. Strömmen i sändarspolen induce- rar en motsvarande varierande ström i ytan hos provmaterialet 10. Eftersom ett magnet- fält B existerar i en ledare och samtidigt en ström I flyter i ledaren (d.v.s prov- materialet) utbildas en kraft F, den s.k. Lorentz-kraft, på ledaren lika med F = IxB där dimensionen av I är A/m2 och B Tesla I detta fall är kraften oscillerande med ultraljudsfrekvens, varigenom elastiska ultraljudvâgor introduceras i provmaterialet. 3 7811512-8 När ultraljudvâgorna når mottagaren generefas enligt Faradáy'5;fiHuk¿;0n5|ag ' en motsvarande elektrisk signal i mottagarspolen vilken befinner sig i ett magnetfält från den andra elektromagneten 2.

Såsom ovan nämnts uppträder vid kända anordningar av detta slag vibrationer av ultraljudfrekvensisändarens elektromagnets 1 kärna till följd av strömmar i sändar- spolen S och provmaterialet 10. Det magnetfält som kärnan härvid genererar vibrerar likaså varvid detta magnetfält inducerar en spänning med motsvarande variationer i mottagarspolen 6. V I figur l har de två elektromagneterna visats liggande relativt nära varandra.

Emellertid är avståndet mellan dessa, inom normala gränser för dylik provning, utan nämnvärd betydelse för att undanröja ovan nämnda problem.

Den första elektromagnetens l kärna ll i figur l är utbildad såsom nedan beskrivas i anslutning till figur 2 varigenom ovannämnda problem undanröjes.

I figur 2, visas en kärna ll enligt en första föredragen utföringsform av uppfinningen där oket 12 och benen l3,lÅ exempelvis är laminerade. Vardera av kärnans ll polskors yttre del består av ett parti l5,l6 av ett material med hög ultraljud- dämpande effekt. Nämnda material l5,l6 är ett kompositmaterial huvudsakligen bestående av små fasta partiklar av magnetiskt material omgivna av ett elastiskt bindemedel.

Ett sådant kompositmaterial har starkt dämpande effekt, på ultraljud. Bindemedlet i kompositmaterialet utgöres av ett material vilket lätt leder ultraljud från kärnan in i partierna l5,l6 företrädesvis en aepoxiharts, exempelvis en epoxiharts vilken säljes under det registrerade varumärket Araldite. De fasta partiklarna utgöres lämp- ligen av järnpulver varigenom god magnetisk permeabilítet kan upprätthållas.

Genom nämnda partier l5,l6 kommer ultraljud som inducerats i kärnan ll att reflekteras mot kärnans begränsningsytor och löpa in i partierna l5,l6 tack vare nämnda goda ultraljudkontaktn Emellertid dämpas ultraljudvågorna i partierna l5,l6 varför endast en ytterligt liten del av i partierna inkommet ultraljud åter löper in i kärnan l3. Resultatet är således att i kärnan inducerat ultraljud snabbt dämpas ut.

En ytterligare fördel ned nämnda dämpande material är att den elastiska binde- fasen är en elektrisk isolator varigenom utbildande av virvelströmmar undvikes.

Enligt en andra utföringsform av uppfinningen, visad i figur 3, består även oket av ett parti l7 av nämnda material, vilken dels tjänar till att dämpa inducerat ultraljud, dels tjänar till att öka okets magnetiska tvärsnitt.

Enligt en tredje utföringsform av uppfinningen visad i figur Ä utgöres hela magnetkärnansllyünæ väggar l7 av nämnda ultraljuddämpande material.

Den sist nämnda utföringsformen ger upphov till en högre dämpning av inducerat ultraljud än utföringsformerna enligt figur 2 och 3. ' Vid ovanstående utföringsformer utföres kärnan så att nämnda dämpande material har en tjocklek av l-20 mm, företrädesvis 3-5 mm. Emellertid måste tjockleken avpassas efter magnetfältens styrka liksom ultraljudsignalens styrka.

Enligt en andra föredragen utföringsform av uppfinningen, visad i figur 5, är hela kärnan l8 utförd i nämnda dämpande material. Enligt denna utföringsform är kärnan företrädesvis utförd av ett material bestående av två eller flera storleks- 7811512-8 fraktioner av järnpulver samt nämnda elastiska bindemedel. Genom att använda järn- pulver av olika storlekar erhålles en högre andel järn i kärnan. Härvid är kärnans magnetiska mättnadsgräns upp till 702 av en konventionell kärnas mättnadsgräns.

Ovan har ett antal utföringsformer visats. Emellertid kan ytterligare utför-n ingsformer nämnas såsom en kärna bestående av järnlameller sammanbundna med nämnda dämpande material eller bestående av stänger av järn sammanbundna av nämnda material.

I de flesta fall är det tillräckligt att utforma sändarens elektromagnet l med en kärna ll,l8 enligt föreliggande uppfinning. Emellertid är det l vissa fall nödvändigt att även utforma mottagarens elektromagnet 2 med en kärna enligt uppfinnin-J gen.

Fördelarna med föreliggande uppfinning är betydande i och med att störningar i mottagningen, härrörande från sändarens elektromagnets l kärna ll,l8 kraftigt redu- ceras eller helt elimineras samtidigt som virvelströmbildning undvikes.

Föreliggande uppfinning skall inte anses begränsad till ovan angivna utför- ingsformer.

Exempelvis kan kompositmaterialet utgöras av annat fast magnetiskt material och ett elastiskt bindemedel.

Uppfinningen kan således varieras inom dess av bifogade patentkrav angivna rarn.

Claims (4)

5 7811512-8 Patentkrav

1. Förfarande att introducera elektromagnetiskt ultraljud i elektriskt le- dande material vid oförstörande provning, varvid ett magnetfält alstras i vilket en spole tiilföres en puls av ultraljudfrekvens, k ä n n e t e c k n a t av, att nämnda magnetfält bringas att alstras medelst en elektromagnet innefattande en ultraljuddämpad magnet, vilken helt eller delvis är utförd på i och för sig känt sätt i ett kompositmaterial huvudsakligen bestående av fasta partiklar av magne- tiskt material och ett elastiskt bindemedel.

2. Z. Anordning för utförande av förfarandet i krav 1, innefattande en kärna (1l,18) och en lindning (1), k ä n n e t e c k n a d av, att kärnan (11,18) är helt eller delvis utförd i ett i och för sig känt kompositmaterial huvudsakligen bestående av fasta partiklar av magnetiskt material och ett elastiskt bindemedel, där åtminstone ett parti utgörande kärnans (ii) vardera polskos (15,16) yttre del är utbildat i nämnda kompositmaterial.

3. Anordning enl. krav 2, k ä n n e t e c k n a d av, att hela kärnans (11) yttre väggar (17) utgöres av nämnda kompositmaterial medan resten av kärnan består av en företrädesvis laminerad järnkärna.

4. Anordning enl. något av kraven 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a d av, att kärnan (11) är utförd så att nämnda kompositmaterial har en tjocklek av 1 - 20 mm, företrädesvis 3 - 5 mm.