SU1587439A1 - Электромагнитно-акустический преобразователь - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к ультразвуковой контрольно-измерительной технике и может быть использовано при контроле качества и толщины изделий из электропроводных материалов. Цель изобретени  -повышение чувствительности за счет повышени  коэффициента преобразовани  энергии и улучшение соотношени  сигнала к шуму ЭМА преобразовател . Преобразователь содержит два высокоэнергетических магнита 1, замкнутых ферромагнитной пластиной 2, три плоских выт нутых симметрично линии стыковки магнитов катушки, причем на поверхности выполнены две приемные катушки 3 и 4 и одна возбуждающа  катушка 5. Приемные катушки 3, 4 играют одновременно роль экранов, ослабл ющих акустические шумы в магните при излучении электромагнитной энергии возбуждающей катушкой. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано при контроле качества и толщины изделий из электропровод щих материалов электромагнитно-акустическим (ЭМА) методом.

Цепь изобретени  - повышение чувствительности преобразовател  за счет повышени  коэффициента преобразовани  ЭМА-преобразоватеп ,

На чертеже представлена принципиальна  схема электромагнитно-акусти- ческого преобразовател .

Электромагнитно-акустический преобразователь содержит два высокознер гетических магнита 1, замкнутых феррмагнитной пластиной 2i на разноименных , полюсах магнитов закреплены симметрично ли ш-хи их стыковки и соосно три плоские выт .нутые катушки в пределах 1 абаритов магнитов, причем на поверхности - две.одинаковые приемные катушки 3 и 4, а затем - возбуждающа  катушка 5,

Преобразователь работает следующим образом,

Импульс тока возбу щающего генератора проходит по высокочастотной катушке 5 и наводит в электропровод -: щих средах издели  и магнитов вихре- токи. Высока  электропроводность издели  относительно магнитов обеспечивает значительно большую плотность вихревых токов в изделии. Ослаблени плотности вихревых токов в магнитах достигаетс  также за счет экранирующего воздействи  двух приемных катушек 3 и 4 на электромагнитное поле возбуждающей катушки, В результате акустические импульсы, возбуждаемые в магнитах, практически ослабл ютс  до уровн  шумов, Зозбуждающа  катушка 5 электрически изолирована от приемных катушек 3 и 4, Количество витков катушки 5 выбирают из услови  достижени  максимального произведени  тока в катушке на число ее витков, т,е, согласуетс  с выходным сопротивлением возбуждающего генератора. По этой дричине диаметр провода стрем тс  увеличить, уменьшить его активное сопротивление.

Приемные катушки, выбирают с максимальным количеством витков, так как при этом возрастает наведенна  упругими колебани ми среды ЭДС в катушках . Из требовани  повьшгенной плот

ности витков выбирают минимальный диаметр провода.

Таким образом, за счет раздельного согласовани  катушек с генератором и усилителем увеличиваетс  коэффициент преобразовани  акустической энергии в электромагнитную, и наоборот, С учеQ том снижени  шумов магнита увеличиваетс  отношение сигнала к шуму преобразовател , Р.азмещение при.емных катушек между возбуждающей катушкой и магнитом обеспечивает ослабление электро2 динамических и магнитных сил, возника- юших в теле магнита вследствие действи  ЭМА-эффек,та, по двум причинам: из-за увеличени  зазора (за счет тол- шины двух приемных катушек) между возQ буждающей катушкой и магнитом, а также из-за экранирующего воздействи  двух слоев приемной катушки на электромагнитное излучение катушки, В то же врем  возбуждающа  катушка оказы5 ваетс  ближе размещенной к поверхности контролируемого издели , что способствует увеличению амплитуды сил, действующих в поверхностном слое издели . Последовательное включение двух

Q одинаковых приемных катушек, помещенных в два сло , обеспечивает получение удвоенного по амплитуде эхо-сигнала . Поскольку возбуждающа  и приемные катушки разделены электрически и пространственно (многослойные) то электрические цепи согласовани  с генератором и усилителем также разделены и независимы одна от другой,. Это позвол ет исключить противоречивые требоваQ ни  взаимного согласовани  электрических цепей и добитьс  оптимального согласовани  каждой цепи по отдельности. Благодар  реализации этой возможности повышаетс  пр мой и обратный коэффици5 енты преобразовани  ЭМА-преобразова- тел .

Кроме того, легко реализуетс  вариант включени  приемных катушек на Q входы дис ференциального усилител , Дл  этого достаточно повернуть одну из приемных катушек на 180, чтобы . получить противоположные по фазе сигналы на катушках или переключить их электрически, встречно. Дифференциальное включение приемных катушек существенно ослабл ет синфазную помеху и дополнительно пов1)Ш1ает отношение сигнала к шуму.

5

Ф о p. м у л а

изобретени 

Claims (2)

1. Электромагнитно-акустический преобразователь, содержащий магнитную систему из двух разнопол рных установленных на ферромагнитной пластине посто нных магнитов и выт нутую симметрично вдоль линии стыковки магнитов первую плоскую катушку, отличающийс  тем, что, с целью по- ньппени  чувствительности за счет по- вьппени  коэффициента преобразовани , он снабжен двум  дополнительными плос

кими катушками, расположенными соос- но с первой одна под другой и электрически раздельно, причем перва  и втора  катушки включены последовательно и  вл ютс  приемными, а треть  - возбуждающей,

2. Преобразователь по п. 1, о т - личающийс  тем, что суммарное количество витков приемных катушек на пор док больше количества витков возбу щающей катушки, а габаритные размеры возбулд ающей катушки не превышают габариты приемных катушек,