UA137259U - SEPARATE-COMBINED ELECTROMAGNETIC-ACOUSTIC CONVERTER FOR ULTRASOUND SURFACE WAVE PULSE CONTROL - Google Patents
SEPARATE-COMBINED ELECTROMAGNETIC-ACOUSTIC CONVERTER FOR ULTRASOUND SURFACE WAVE PULSE CONTROL Download PDFInfo
- Publication number
- UA137259U UA137259U UAU201903756U UAU201903756U UA137259U UA 137259 U UA137259 U UA 137259U UA U201903756 U UAU201903756 U UA U201903756U UA U201903756 U UAU201903756 U UA U201903756U UA 137259 U UA137259 U UA 137259U
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- frequency
- exciting
- pulses
- inductors
- recording
- Prior art date
Links
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 title 1
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 230000001012 protector Effects 0.000 claims abstract description 7
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 abstract description 6
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 8
- 102100027094 Echinoderm microtubule-associated protein-like 1 Human genes 0.000 description 7
- 101001057941 Homo sapiens Echinoderm microtubule-associated protein-like 1 Proteins 0.000 description 7
- 101000653787 Mus musculus Protein S100-A11 Proteins 0.000 description 7
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 6
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 4
- WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N alstonine Natural products C1=CC2=C3C=CC=CC3=NC2=C2N1C[C@H]1[C@H](C)OC=C(C(=O)OC)[C@H]1C2 WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N 0.000 description 2
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000009659 non-destructive testing Methods 0.000 description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- 241000270295 Serpentes Species 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
Abstract
Роздільно-поєднаний електромагнітно-акустичний перетворювач для контролю імпульсами ультразвукових поверхневих хвиль має корпус та закріплені в ньому два джерела постійного магнітного поля, дві високочастотні котушки індуктивності з лінійними робочими ділянками, які виконані у зигзагоподібній формі і розміщені в неелектропровідній неферомагнітній основі, одна високочастотна котушка індуктивності є збуджуючою, а друга - реєструючою, протектор. Обидві високочастотні котушки індуктивності розміщені в одній площині таким чином, що лінійні робочі ділянки реєструючої та збуджуючої високочастотних котушок індуктивності розташовані одна від одної на заданій відстані вздовж осі, яка перпендикулярна напрямку випромінення ультразвукових імпульсів вздовж поверхні виробу. При цьому лінійні частини робочих ділянок збуджуючої та приймаючої високочастотних котушок індуктивності орієнтовані одна до одної під кутом 120°±10°. Збуджуюча високочастотна котушка індуктивності зміщена по відношенню до реєструючої високочастотної котушки індуктивності в напрямку випромінення імпульсів поверхневих хвиль на величину А, яка визначається виразом: А=А/2, де λ - довжина поверхневої хвилі, яка збуджується у матеріалі виробу, що контролюється, мм.Separately combined electromagnetic-acoustic transducer for control of pulses of ultrasonic surface waves has a housing and fixed in it two sources of a constant magnetic field, two high-frequency inductors with linear working sections, which are made in a zigzag shape and placed in a high-frequency is exciting, and the second - registering, protector. Both high-frequency inductors are arranged in the same plane so that the linear working sections of the recording and excitation high-frequency inductors are located at a predetermined distance along an axis perpendicular to the direction of emission of ultrasonic pulses along the surface. In this case, the linear parts of the working sections of the excitation and receiving high-frequency inductors are oriented to each other at an angle of 120 ° ± 10 °. The excitation high-frequency inductor is shifted relative to the recording high-frequency inductor in the direction of radiation of surface wave pulses by the value of A, which is defined by the expression: A = A / 2, where λ is the surface wavelength excited in the controlled product
Description
Корисна модель належить до засобів неруйнівного контролю і може бути використаний для виявлення дефектів в металовиробах за допомогою ультразвукових імпульсів хвиль Релея.The useful model belongs to the means of non-destructive testing and can be used to detect defects in metal products using ultrasonic pulses of Rayleigh waves.
Відомі |(1| безконтактні електромагнітно-акустичні (ЕМА) перетворювачі (ЕМАП) для збудження імпульсів поверхневих хвиль, що мають джерело магнітного поля та високочастотні котушки індуктивності, в яких збуджувальна і приймаюча високочастотні котушки індуктивності виконані по формі змійкоподібними з робочими лінійними ділянками. Збудження і прийом акустичних хвиль реалізують шляхом використання магнітного і електромагнітного полів, формуючи в поверхневому шарі ОК ультразвукові коливання заданої частоти.Known |(1| contactless electromagnetic-acoustic (EMA) converters (EMAP) for excitation of surface wave pulses, which have a magnetic field source and high-frequency inductors, in which the exciting and receiving high-frequency inductors are serpentine in shape with working linear sections. Excitation and the reception of acoustic waves is implemented by using magnetic and electromagnetic fields, forming ultrasonic oscillations of a given frequency in the surface layer of the OK.
Недоліком даного типу перетворювача є недостатня достовірність щодо виявлення дефектів поверхні об'єкта контролю (ОК), яка обумовлена наявністю когерентних завад, які виникають при роботі ЕМАП з збуджуючими змійкоподібними високочастотними котушками індуктивності.The disadvantage of this type of converter is insufficient reliability in detecting defects on the surface of the object of control (OC), which is due to the presence of coherent interference that occurs when the EMAP works with exciting serpentine high-frequency inductors.
Найбільш близьким до запропонованого є ЕМА перетворювач (21, що має корпус, розміщені в ньому джерела магнітного поля, високочастотні котушки індуктивності, лінійні ділянки яких виконані в вигляді змійки та протектор.The closest to the proposed one is the EMA converter (21), which has a case, magnetic field sources, high-frequency inductance coils, the linear sections of which are made in the form of a snake and a protector are placed in it.
Недоліком такого ЕМАП є те, що при такому виконанні високочастотних котушок індуктивності ультразвукові імпульси, відбиті від дефектів поверхні, приймаються при дії когерентних завад. Достовірність контролю буде недостатньою.The disadvantage of such an EMAP is that with this design of high-frequency inductors, ultrasonic pulses reflected from surface defects are received under the influence of coherent interference. The reliability of the control will not be sufficient.
В основу корисної моделі поставлена задача створити ЕМА перетворювач, нове виконання якого дозволило б підвищити достовірність виявлення дефектів ОК за рахунок зменшення впливу двонаправленості діаграми спрямованості акустичного поля та зменшення дії когерентних завад на амплітуду відбитого від дефекту сигналу.The basis of a useful model is the task of creating an EMA converter, the new implementation of which would allow to increase the reliability of the detection of OK defects by reducing the effect of the bidirectionality of the acoustic field directional diagram and reducing the effect of coherent interference on the amplitude of the signal reflected from the defect.
Поставлена задача вирішується в роздільно-поєднаному електромагнітно-акустичному перетворювачі для контролю імпульсами ультразвукових поверхневих хвиль, що має корпус та закріплені в ньому два джерела постійного магнітного поля, дві високочастотні котушки індуктивності з лінійними робочими ділянками, які виконані у зигзагоподібній формі і розміщені в неелектропровідній неферомагнітній основі, одна високочастотна котушка індуктивності є збуджуючою, а друга - реєструючою, протектор, обидві високочастотні котушки індуктивності розміщені в одній площині таким чином, що лінійні робочі ділянки реєструючої та збуджуючої високочастотних котушок індуктивності розташовані одна від одної на заданій відстані вздовж осі, яка перпендикулярна напрямку випромінення ультразвукових імпульсів вздовж поверхні виробу, при цьому лінійні частини робочих ділянок збуджуючої та приймаючої високочастотних котушок індуктивності орієнтовані одна до одної під кутом 1207-10" згідно з корисною моделлю, збуджуюча високочастотна котушка індуктивності зміщена по відношенню до реєструючої високочастотної котушки індуктивності в напрямку випромінення імпульсів поверхневих хвиль на величину А, яка визначається виразом:The task is solved in a separate-coupled electromagnetic-acoustic transducer for controlling pulses of ultrasonic surface waves, which has a case and fixed in it two sources of a constant magnetic field, two high-frequency inductors with linear working sections, which are made in a zigzag shape and placed in a non-conductive non-ferromagnetic basis, one high-frequency inductor is exciting, and the other is recording, protector, both high-frequency inductors are placed in the same plane in such a way that the linear working areas of the recording and exciting high-frequency inductors are located at a given distance from each other along an axis that is perpendicular to the direction radiation of ultrasonic pulses along the surface of the product, while the linear parts of the working areas of the exciting and receiving high-frequency inductance coils are oriented to each other at an angle of 1207-10" according to a useful model, exciting high the low-frequency inductor is shifted in relation to the recording high-frequency inductor in the direction of radiation of surface wave pulses by the amount A, which is determined by the expression:
А Ме, де А - довжина поверхневої хвилі, яка збуджується у матеріалі виробу, що контролюється,A Me, where A is the length of the surface wave that is excited in the material of the controlled product,
ММ.MM.
На Фіг. 1 наведена схематичне зображення роздільно- поєднаного електромагнітно- акустичного перетворювача для контролю імпульсами ультразвукових поверхневих хвиль та його розміщення на ОК.In Fig. 1 shows a schematic image of a separately-connected electromagnetic-acoustic transducer for control by pulses of ultrasonic surface waves and its placement on the OK.
На Фіг. 1 позначені: 1 - корпус; 2 ії 3 - джерела постійного магнітного поля; 4 і 5 - високочастотні котушки індуктивності; б - неелектропровідна неферомагнітна основа; 7 - протектор; 9 - об'єкт контролю.In Fig. 1 marked: 1 - body; 2 and 3 - permanent magnetic field sources; 4 and 5 - high-frequency inductors; b - non-conductive non-ferromagnetic base; 7 - protector; 9 - object of control.
На Фіг.2 наведено розташування високочастотних котушок індуктивності в неелектропровідній неферомагнітній основі ЕМАПFig. 2 shows the location of high-frequency inductors in the non-conductive non-ferromagnetic base of EMAP
На Фіг. 2 позначені: 4 і 5 - високочастотні котушки індуктивності; 8 - напрямок випромінювання ультразвукових імпульсів; ЇЇ - відстань між збуджуючою та реєструючою котушками індуктивності; А - величина зміщення збуджуючої високочастотної котушки індуктивності відносно реєструючої високочастотної котушки індуктивності.In Fig. 2 are marked: 4 and 5 - high-frequency inductors; 8 - direction of radiation of ultrasonic pulses; HER is the distance between the exciting and recording coils of the inductance; A is the amount of displacement of the exciting high-frequency inductor relative to the recording high-frequency inductor.
ЕМАП працює наступним чином. ЕМАП, який має корпус 1, розташовують на поверхні ОК, як це зображено на Фіг. 1 так, щоб протектор 7 прилягав до поверхні ОК 9. Джерело 2 постійного магнітного поля створює в поверхневому шарі ОК поляризуюче магнітне поле. Імпульси струму живлять збуджуючу високочастотну котушку 4 індуктивності. Високочастотна котушка 4 індуктивності генерує електромагнітне поле. Наведення магнітних і електромагнітних полів формує змінну силу на поверхні ОК 7, що породжує імпульси ультразвукових поверхневих хвиль, які розповсюджуються вздовж поверхні в напрямку, вказаним стрілкою 8. Створене акустичне поле сканує поверхню ОК 7 хвилями Релея. Протектор 7 захищає ЕМА перетворювач 60 від пошкоджень під час сканування поверхні ОК 7.EMAP works as follows. The EMAP, which has a body 1, is placed on the surface of the OK, as shown in Fig. 1 so that the protector 7 adjoins the surface of the OK 9. The source 2 of the constant magnetic field creates a polarizing magnetic field in the surface layer of the OK. Current pulses feed the exciting high-frequency coil 4 inductance. A high-frequency coil of 4 inductances generates an electromagnetic field. The guidance of magnetic and electromagnetic fields forms an alternating force on the surface of OK 7, which generates pulses of ultrasonic surface waves that spread along the surface in the direction indicated by arrow 8. The created acoustic field scans the surface of OK 7 with Rayleigh waves. The protector 7 protects the EMA converter 60 from damage during scanning of the OK 7 surface.
Якщо в ОК 7 є дефект, то ультразвукові імпульси відбиваються від нього і надходять до реєструючої високочастотної котушки 5 індуктивності, яка знаходиться в зоні дії постійного магнітного поля джерела 3. Взаємодія акустичного поля імпульсу, відбитого від дефекту, та постійного магнітного поля призводить до появи електромагнітного поля під реєструючою високочастотною котушкою 5 індуктивності, яке формує в високочастотній котушці 5 індуктивності відповідний електричний імпульс, який несе інформацію про дефект. При цьому, за рахунок відносного розташування високочастотних котушок 4 і 5 індуктивності одна від одної на відстані І, зміщення високочастотних котушок відносно одна одної на величину А, а також орієнтації поздовжніх частин високочастотних котушок ЕМАП під кутом 1207-10" виключається прийом когерентних акустичних завад, які можуть генеруватися іншими ділянками високочастотної котушки 4 індуктивності. Окрім того, поверхня ОК 7 сканується тільки в одній його частині, яка знаходиться в області розкриття тупого кута 1207210", що також зменшує прийняття акустичних завад. В результаті суттєво зменшується вплив когерентних завад, що виникають під час збудження ультразвукових імпульсів, на величину корисних сигналів.If there is a defect in the OK 7, then the ultrasonic pulses are reflected from it and reach the recording high-frequency coil 5 of the inductance, which is in the zone of action of the permanent magnetic field of the source 3. The interaction of the acoustic field of the pulse reflected from the defect and the permanent magnetic field leads to the appearance of an electromagnetic field under the recording high-frequency coil 5 of the inductance, which forms in the high-frequency coil 5 of the inductance a corresponding electric pulse that carries information about the defect. At the same time, due to the relative location of the high-frequency coils 4 and 5 of the inductance from each other at a distance I, the displacement of the high-frequency coils relative to each other by the amount A, as well as the orientation of the longitudinal parts of the EMAP high-frequency coils at an angle of 1207-10", the reception of coherent acoustic interference is excluded, which may be generated by other sections of the high-frequency inductor 4. In addition, the surface of the OK 7 is scanned only in one part of it, which is in the region of the opening of the obtuse angle 1207210", which also reduces the reception of acoustic interference. As a result, the influence of coherent disturbances arising during the excitation of ultrasonic pulses on the magnitude of useful signals is significantly reduced.
Технічним результатом корисної моделі є те, що перетворювач даної конструкції має високу захищеність від когерентних акустичних завад. В результаті запропонований перетворювач підвищує достовірність ультразвукового контролю поверхні металевих виробів хвилями Релея.The technical result of the useful model is that the converter of this design has high protection against coherent acoustic disturbances. As a result, the proposed converter increases the reliability of ultrasonic control of the surface of metal products by Rayleigh waves.
Джерела інформації: 1. Горделий В.И. Современнье злектромагнитно-акустические преобразователи для неразрушающего контроля /В.И. Горделий, В.Е. Чабанов //Техническая диагностика и неразрушающий контроль. - 2005. -Мо 2. - С. 59-60. 2. Сучков Г.М., Плеснецов С.Ю., Мещеряков С.Ю., Юданова Н.Н. Новье разработки злектромагнитно-акустических преобразователей (обзор) //Техническая диагностика и неразрушающий контроль. 2018. Мо 3. С. 27-34.Sources of information: 1. Gordely V.I. Modern electromagnetic-acoustic converters for non-destructive testing / V.I. Gordely, V.E. Chabanov // Technical diagnostics and non-destructive control. - 2005. -Mo 2. - P. 59-60. 2. Suchkov H.M., Plesnetsov S.Yu., Meshcheryakov S.Yu., Yudanova N.N. New development of electromagnetic-acoustic transducers (review) //Technical diagnostics and non-destructive control. 2018. Mo. 3. P. 27-34.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAU201903756U UA137259U (en) | 2019-04-11 | 2019-04-11 | SEPARATE-COMBINED ELECTROMAGNETIC-ACOUSTIC CONVERTER FOR ULTRASOUND SURFACE WAVE PULSE CONTROL |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAU201903756U UA137259U (en) | 2019-04-11 | 2019-04-11 | SEPARATE-COMBINED ELECTROMAGNETIC-ACOUSTIC CONVERTER FOR ULTRASOUND SURFACE WAVE PULSE CONTROL |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
UA137259U true UA137259U (en) | 2019-10-10 |
Family
ID=71114130
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
UAU201903756U UA137259U (en) | 2019-04-11 | 2019-04-11 | SEPARATE-COMBINED ELECTROMAGNETIC-ACOUSTIC CONVERTER FOR ULTRASOUND SURFACE WAVE PULSE CONTROL |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
UA (1) | UA137259U (en) |
-
2019
- 2019-04-11 UA UAU201903756U patent/UA137259U/en unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2413214C2 (en) | Apparatus for nondestructive inspection of ferromagnetic structural elements | |
US4466287A (en) | Non-destructive, non-contact ultrasonic material | |
US11209401B2 (en) | Electromagnetic acoustic transducer (EMAT) for corrosion mapping | |
JPH10512967A (en) | Inspection equipment for ferromagnetic materials | |
US6561035B2 (en) | Electromagnetic acoustic transducer with recessed coils | |
Rueter | Induction coil as a non-contacting ultrasound transmitter and detector: Modeling of magnetic fields for improving the performance | |
Muraveva et al. | Laws of formation of grating lobes in the acoustic field of electromagnetic–acoustic transducers as a linear array of unidirectional conductors | |
UA137259U (en) | SEPARATE-COMBINED ELECTROMAGNETIC-ACOUSTIC CONVERTER FOR ULTRASOUND SURFACE WAVE PULSE CONTROL | |
Aleshin et al. | Automatic ultrasonic inspection of large-diameter pipes | |
UA138760U (en) | SEPARATE-COMBINED CONTACTLESS ULTRASOUND CONVERTER FOR SURFACE WAVE PULSE CONTROL | |
US4138896A (en) | Electrodynamic sound converter | |
CN103217481A (en) | Magnetoacoustic tomography-with-magnetic-induction probe applying magnetostriction | |
CN206373043U (en) | A kind of transducer for improving electromagnetic ultrasonic signal intensity | |
UA140386U (en) | SEPARATE-CONNECTED ULTRASONIC CAPACITIVE CONVERTER FOR SURFACE WAVE PULSE CONTROL | |
CN105004797A (en) | Object detection method and device based on constant electromagnetic source motor variable frequency induction field | |
RU2656134C2 (en) | Electromagnetic-acoustic transducer | |
Gobov et al. | Magnetostriction electromagnetic–acoustic excitation of ultrasonic waves without a bias field | |
RU221974U1 (en) | Electromagnetic-acoustic transducer | |
RU2794338C2 (en) | Method for pipeline control using electromagnetic-acoustic technology | |
UA116248U (en) | ULTRASOUND SEPARATED-COMBINED ELECTROMAGNETIC-ACOUSTIC CONVERTER FOR CONTROL OF FERROMAGNETIC METAL PRODUCTS | |
UA139330U (en) | SEPARATE CONNECTED CAPACITIVE CONVERTER FOR RELAY WAVE PULSE CONTROL AND LAMB | |
UA140607U (en) | ULTRASOUND SEPARATE-COMBINED HIGH FREQUENCY CAPACITIVE CONVERTER FOR RELAY WAVE PULSE CONTROL | |
CN113866264B (en) | Directional A0Modal electromagnet type electromagnetic acoustic sensor | |
RU2327152C2 (en) | Electromagnetic-acoustic converter | |
SU868561A1 (en) | Method of flaw detection of ferromagnetic articles |