SU1320736A2

SU1320736A2 - Electromagnetic-acoustic converter for checking non-magnetic materials

Info

Publication number: SU1320736A2
Application number: SU843828186A
Authority: SU
Inventors: Валерий Петрович Ольшанский
Priority date: 1984-12-19
Filing date: 1984-12-19
Publication date: 1987-06-30

Abstract

Изобретение относитс к бесконтактным ультразвуковым средствам дефектоскопии изделий из электропровод щих материалов . Цель изобретени заключаетс в увеличении чувствительности при контроле цилиндрических изделий путем фокусировки сдвиговых акустических колебаний. Цель достигаетс тем, что в преобразователе, содержащем магнит из двух частей 1, 2 и высокочастотную катушку 6, служащую источником и приемником электромагнитного пол , магнитопровод ща пластина выполнена из двух шарнирно соединенных частей 3 и 4, обеспечиваюш.их переменный угол между плоскост ми магнитов и изменение геометрии катушки 6, что обеспечивает фокусировку возбуждаемых в цилиндрическом изделии 7 сдвиговых акустических колебаний. 1 ил. О5 to о со о N3The invention relates to non-contact ultrasonic means of inspection of products made from electrically conductive materials. The purpose of the invention is to increase the sensitivity in monitoring cylindrical articles by focusing shear acoustic vibrations. The goal is achieved by the fact that in a converter containing a magnet of two parts 1, 2 and a high-frequency coil 6, which serves as a source and receiver of an electromagnetic field, the magnetic conductor plate is made of two hinged parts 3 and 4, providing a variable angle between the planes of the magnets and changing the geometry of the coil 6, which ensures the focusing of the shear acoustic oscillations excited in the cylindrical product 7. 1 il. O5 to about with about N3

Description

Изобретение относитс к контрольно- измерительной технике, может использоватьс дл неразрушающего контрол качества и измерени геометрических параметров изделий из немагнитных материалов и вл етс усовершенствованием известного устройства по авт. св. № 1174845,The invention relates to a measuring and control technique, can be used for non-destructive quality control and measurement of geometrical parameters of products from non-magnetic materials and is an improvement of the known device according to the author. St. No. 1174845,

Целью изобретени вл етс увеличение чувствительности при контроле цилиндрических изделий путем фокусировки сдвиговых акустических колебаний.The aim of the invention is to increase the sensitivity in the control of cylindrical products by focusing shear acoustic vibrations.

На чертеже представлена конструкци электромагнитно-акустического преобразовател .The drawing shows the design of an electromagnetic-acoustic transducer.

Преобразователь содержит источник посто нного магнитного пол , состо щий из двух редкоземельных магнитов I, 2, закрепленных на магнитопровод щей пластине, выполненной из двух частей 3, 4, соединенных между собой щарниром 5 по линии, параллельной линии стыковки магнитов 1, 2 (не показана). На рабочих поверхност х магнитов расположена катущка 6 индуктивности , выполненна гибкой в виде плоской эллиптической формы и установленна большим диаметром вдоль линии стыковки магнитов 1, 2 (вдоль оси шарнира 5). Катущка наклеиваетс в разогнутом положении шарнира , тогда при сгибании его дл контрол плоских и выпуклых цилиндрических поверхностей , витки катушки не испытывают деформации . При этом следует отметить, что дл контрол реальных цилиндрических конструкций угол сгибани и разгибани шарнира не превышает ±10°.The converter contains a source of a constant magnetic field consisting of two rare-earth magnets I, 2 mounted on a magnetic conductor plate made of two parts 3, 4, connected by joint 5 along a line parallel to the line of butt joints of magnets 1, 2 ( ). On the working surfaces of the magnets there is an inductance coil 6, made flexible in the form of a flat elliptical shape and installed with a large diameter along the junction line of the magnets 1, 2 (along the axis of the hinge 5). The spindle is glued in the extended position of the hinge; then when it is bent to control flat and convex cylindrical surfaces, the turns of the coil do not experience deformation. It should be noted that to control real cylindrical structures, the angle of flexion and extension of the hinge does not exceed ± 10 °.

Преобразователь работает следующим образом.The Converter operates as follows.

После установки преобразовател на выпуклую поверхность цилиндрического издели 7 магнитопровод ща пластина сгибаетс , в шарнире 5 на угол, охватывающий поверхЕюсть издели таким образом, что середины половин катушки касаютс поверхности . Через высокочастотную катушку 6 индуктивности пропускаетс импульс тока, который возбуждает в изделии 7 ультразвуковые колебани , распростран ющиес перпендикул рно поверхности издели . Так как магниты 1, 2 и половины катушки 6 расположены под определенным дл данной кривизны поверхности углом друг к другу, то ультразвуковые колебани возбуждаютс в двух симметричных относительно граниAfter the transducer is installed on the convex surface of the cylindrical article 7, the magnetic conductor plate is bent, in a hinge 5, by an angle that covers the surface of the product in such a way that the middle of the coil halves touch the surface. A high-current pulse is transmitted through the high-frequency inductance coil 6, which excites in the product 7 ultrasonic vibrations that propagate perpendicular to the surface of the product. Since the magnets 1, 2 and half of the coil 6 are located at an angle defined for a given curvature of the surface to each other, the ultrasonic oscillations are excited in two symmetrical with respect to the face

угла преобразовател зонах издели и направлены радиально, т. е. к центру цилиндрического издели 7.the angle of the transducer areas of the product and directed radially, ie, to the center of the cylindrical product 7.

Преобразователь возбуждает сдвиговые , синфазные ультразвуковые колебани , имеющие узкую, однолепестковую диаграмму направленности в неферромагнитном материале . За счет того, что векторы магнитной индукции каждой половины магнитнойThe transducer excites shear, common-mode ultrasonic vibrations, which have a narrow, single-petal radiation pattern in a non-ferromagnetic material. Due to the fact that the magnetic induction vectors of each half of the magnetic

Q системы направлены под углом друг к другу , а сдвиговые ультразвуковые колебани в цилиндрическом изделии (трубе) распростран ютс вдоль этих векторов от двух половин катушки к центру издели , то имеет место эффект фокусировки акустическихSince the Q systems are directed at an angle to each other, and the shear ultrasonic vibrations in a cylindrical product (tube) propagate along these vectors from the two coil halves to the center of the product, the effect of focusing acoustic waves takes place.

5 колебаний. По вл етс эффект фокусировки акустических колебаний при контроле выпуклых цилиндрических поверхностей. Этим обеспечиваетс увеличение амплитуды акустических колебаний, возбуждаемых в изделии. Возбужденные в изделии 7 колебани распростран ютс внутрь издели и, отразившись от внутренней стенки, возвращаютс к наружной поверхности и под али нием магнитного пол магнита навод т в катушке 6 ЭДС, пропорциональную ам5 плитуде отраженного акустического сигнала, величине наложенного магнитного пол и потокосцеплению обмотки с вихревыми токами в поверхностном слое издели . Потоко- сцепление обмотки преобразовател увеличиваетс в случае углового расположени 5 vibrations. The effect of focusing acoustic oscillations appears when controlling convex cylindrical surfaces. This provides an increase in the amplitude of the acoustic oscillations excited in the product. The vibrations excited in the product 7 propagate inside the product and, reflected from the inner wall, return to the outer surface and, under the magnetic field of the magnet, induce an emf in the coil 6 proportional to the amplitude of the reflected acoustic signal, the magnitude of the superimposed magnetic field, and the winding coupling with the vortex currents in the surface layer of the product. The flow coupling of the converter winding increases in the case of angular positioning.

0 обмотки вокруг цилиндрического издели . При установке преобразовател на вогнутую цилиндрическую поверхность плоскости магнитов образуют угол более 180° и тоже достигаетс цель приближени всей поверхности преобразовател к поверхности издеЛИЯ , однако эффекта фокусировки в этом случае не наблюдаетс .0 winding around a cylindrical product. When installing the transducer on the concave cylindrical surface, the plane of the magnets form an angle of more than 180 ° and the goal of bringing the entire transducer surface to the product surface is also achieved, but the focus effect is not observed in this case.

Claims

Invention Formula

0 Electromagnetic-acoustic transducer for control of non-magnetic materials by author. St. No. 1174845, characterized in that, in order to increase sensitivity in monitoring cylindrical products by focusing acoustic shear vibrations, the magnetic core of the wafer is made of two parts, hingedly connected along a line parallel to the butt line of rare-earth magnets, and the inductance coil is made flexible.

five