SU1719982A1 - Сканирующий электромагнитно-акустический преобразователь - Google Patents

Abstract

Изобретение касаетс  неразрушающего контрол  материалов и изделий и может быть использовано в ультразвуковой дефектоскопии, толщинометрии и других ультразвуковых измерени х. Цель изобретени  - повышение чувствительности и достоверности контрол . Преобразователь содержит магнитную систему, корпус, закрепленный-в корпусе приемно-возбуждающий блок, включающий соленоидальную обмотку, размещенную на цилиндрическом диэлектрическом каркасе, установленном с возможностью вращени  вокруг своей оси, два электропровод щих экрана в виде шайб, закрепленных на торцах каркаса, а также вторую соленоидальную обмотку , закрепленную на цилиндрическом каркасе, установленном внутри первого каркаса соосно с ним и жестко закреп- 1 ленном на оси корпуса, и два жестко соединенных с корпусом цилиндрических экрана, первый из которых размещен соосно внутри второго каркаса, а второй экран выполнен с.о сквозным продольным разрезом и охватывает первую обмотку по наружной поверхности. Магнитна  система установлена снаружи приемно- возбуждающего блока в зоне продольного разреза, образу  с ним рабочий зазор . Вращающа с  обмотка  вл етс  активным элементом преобразовател , а закрепленна  обмотка служит дл  св зи преобразовател  с усилительно-генераторным блоком, при этом токосъем осуществл етс  через неподвижные контакты , что значительно повышает чувствительность контрол . В рабочем режиме преобразовател  каждый участок витков вращающейс  обмотки в момент контакта с контролируемой поверхностью  вл етс  рабочим, тем самым обеспечиваетс  беспрерывный по времени акустический контакт, что повышает достоверность контрол , а расположение электропровод щих экранов относительно обмоток устран ет внешние помехи и тем самым повышает достоверность контрол . 1 з.п. ф-лы, 2 ил. СО со 00 tsD

Description

Изобретение относитс  к неразрушающему контролю материалов и изделий и может быть использовано в

ультразвуковой дефектоскопии, толщинометрии и других ультразвуковых измерени х .

Известен электромагнитно-акустический преобразователь (ЭМАП), содержащий цилиндрический корпус из электропровод щего материала, размещенные в нем электромагнит с магнитопроводом броневого типа и диэлектрическую пластину с закрепленной по ее внешнему диаметру возбуждающей катушкой, привод, ротор, расположенный в отвер- стии центральной части магнитопровода и имеющий кольцевые контакты и прилегающие к ним контактные щетки..На торцевой части ротора закреплена втора  диэлектрическа  пластина с распо- ложенными на ее диаметрально противоположных сторонах двум  плоскими регистрирующими индуктивными катушками , которые соединены с кольцевыми контактами..

В рабочем режиме одновременно с линейными перемещени ми контролируемого издели  вращаетс  регистрирующа  катушка на роторе. Передача сигнала от регистрирующей катушки к из- мерителю осуществл етс  через кольцевые контакты и щетки, при этом снижаетс  качество электрического контакта и по вл ютс  низкочастотные электрические помехи, что снижает чувстви- тельность контрол .

Известен также электромагнитно- акустический преобразователь, содержащий источник посто нного магнитного пол , трансформатор, первична  обмот- ка которого служит дл  св зи преобразовател  с усилительно-генераторным блоком, а вторична  обмотка выполнена в виде витка, при этом виток имеет форму цилиндра с прорезью вдоль образующей и петли из металлического проводника малой толщины. Петл  замыкает прорезь и расположена под полюсом источника посто нного магнитного пол .

В указанном ЭМАП активным элементом  вл етс  петл . Такое конструктивное решение не обеспечивает посто нного зазора между контролируемым изделием и активным элементом, что сни жает чувствительность контрол , особенно это существенно при скоростных режимах контрол .

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  сканирующий электромагнитно-акустический преобразователь, содержащий корпус, магнит и катушку индуктивности , выполненную в виде соленоида и размещенную в диэлектрическом эластичном основании, которое охватывает замкнутый цилиндрический диэлектрический каркас с заземленными металлическими экранами на торцах. Магнит расположен и жестко закреплен в полости каркаса, а последний закреплен в корпусе с возможностью вращени  вокруг своей оси.

В рабочем режиме преобразователь перекатываетс  по контролируемой поверхности издели . Через катушку индуктивности пропускают импульс тока, который, протека  через активный ее участок, образованный параллельными отрезками проводников, расположенный между магнитом и поверхностью контролируемого издели , вызывает у последнего колебани  с максимально одинаковой амплитудой. В режиме приема используетс  обратное  вление. Соединение катушки индуктивности с потенциальным проводом кабел  осуществл етс  с помощью двух подвижных контактов, образованных шариками и подвижными пружинами.

Недостатками сканирующего ЭМАП  вл ютс  осуществление токосъема подвижными контактами, что снижает чувствительность и достоверность контрол , а также ограничение активной (рабочей ) зоны катушки индуктивности, обусловленное конструктивным расположением магнита относительно катушки индуктивности. Использование посто нных магнитов дл  создани  магнитного пол  ограничивает область применени  данного ЭМАП.

Кроме того, в преобразовании участвует только та часть энергии, котора  образована участками витков, наход щихс  в момент контрол  в рабочей зоне преобразовател , остальна  часть энергии, образованна  участками витков , наход щихс  вне рабочей зоны,  вл етс  реактивной и приводит в режиме излучени  к перегрузке возбуждающего генератора, а в режиме приема - к по влению наводок.

Цель изобретени  - повышение чувствительности и достоверности контрол  путем обеспечени  беспрерывного акустического контакта и надежного экранировани ,

Указанна  цель достигаетс  тем, что сканирующий электромагнитно-акустический преобразователь снабжен второй соленоидальной обмоткой, закрепленной на цилиндрическом каркасе, установленном внутри первого каркаса т соосно с ним и жестко закрепленном на оси корпуса, двум  жестко соединенными с корпусом цилиндрическими экранами , первый из которых размещен соосно внутри второго каркаса, а второй экран выполнен со сквозным продольным разрезом и охватывает первую обмотку по .наружной поверхности. Магнитна  .система установлена снаружи приемно- |возбуждающего блока и в зоне продольного разреза образует с ним рабочий зазор.

На фиг.1 представлен сканирующий электромагнитно-акустический преобра- зователь; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Преобразователь содержит магнитную систему 1, первую соленоидальную об- мотку 2, размещенную на цилиндрическом каркасе 3, который закреплен на оси 4 корпуса (не показан) с возможностью вращени  вокруг своей оси. На торцах каркаса 3 закреплены электро- провод щие экраны 5 в виде шайб. Втора  соленоидальна  обмотка 6 расположена на полом каркасе 7, который жестко закреплен на оси 4 и установлен внутри каркаса 3. Два цилиндрических полых электропровод щих экрана 8 и 9 жестко соединены с корпусом преобразовател . Экран 8 размещен соосно внутри каркаса 7, а экран 9 охватывает по наружной поверхности с минимальным зазором 10 вращающуюс  обмотку 2. Экран 9 выполнен со сквозной продольной прорезью, расположенной над рабочей зоной преобразовател . Контролируемое изделие 11 размещаетс  в зазоре между вращающейс  соленоидальной обмоткой 2 (в зоне прорези экрана 9) и магнитной системой 1 преобразовател .

Сканирующий электромагнитно-акустический преобразователь работает следующим образом.

Контролируемое изделие 11 перемещаетс  в зазоре между соленоидальной обмоткой 2 и магнитной системой 1, при этом по его поверхности перекаты- ваетс  обмотка 2. В режиме излучени  от генератора импульсов (не показан) по соленоидальной обмотке 6 протекает

. -

5

0

0

5

ток, навод щий вторичный ток в обмотке 2, который вызывает в контролируемом изделии 11 вихревые токи. Взаимодействие вихревых токов с посто нным или импульсным магнитным полем магнитной системы 1 возбуждает в изделии 11 ультразвуковые колебани . В режиме приема участки витков соленоидальной обмотки 2, соприкасающиес  с поверхностью контролируемого издели  11, воспринимают переменное электромагнитное поле, по вл ющеес  в результате взаимодействи  отраженных упругих ультразвуковых колебаний в изделии 11 с магнитным полем магнитной системы 1. Далее ЭДС обмотки 2 трансформируетс  в обмотку 6 преобразовател  и поступает на усилительно-приемный блок (не показан).

Claims (2)

1. Сканирующий электромагнитно- акустический преобразователь, содержащий магнитную систему, корпус, закрепленный в корпусе приемно-возбуж- дающий блок, включающий соленоидальную обмотку, размещенную на цилиндрическом диэлектрическом каркасе, установленном с возможностью поворота вокруг своей оси, и два электропровод щих экрана в виде шайб, закрепленных на торцах каркаса, отличающийс  тем, что, с целью повышени  чувствительности и достоверности контрол , он снабжен второй соленоидальной обмоткой, закрепленной на цилиндрическом каркасе, установленном внутри первого каркаса соосно с ним и жестко закрепленном на оси корпуса, двум  жестко соединенными с корпусом цилиндрическими экранами, первый из которых размещен соосно внутри второго каркаса, а второй экран выполнен со сквозным продольным разрезом и охватывает первую обмотку по наружной поверхности.

2. Преобразователь по п. 1, отличающийс  тем, что магнитна  система установлена снаружи при- емно-возбуждающего блока и в зоне продольного разреза образует с ним рабочий зазор.

1

76 /29

A V

wXXXXVXXXXXX VXN.X X

-J

У71

7

Фиг.1

#-/

Фиг. 2.