RU1784909C - Устройство дл электромагнитно-акустического контрол - Google Patents

Description

1

(21)4915733/28

(22)13.03.90

(46) 30.12.92 Бюл. цр 48

(71)Украинский научно-исследовательский институт металлов, Кузнецкий металлургический комбинат им. В„И Ленина

(72)Г.М.Сучков, С.В.Чабан, В.В.Гарь- кавый, Ю.А.Катасонов, А.В.Малахов, В.В.Шелгачев и В.В.Шишкин

(56)Авторское свидетельство СССР W 1426225, кл: G 01 N 29/04, 1986.

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНО АКУСТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ

(57)Изобретение относитс  к дефектоскопии изделий. С целью повышени  точ2ности определени  местонахождени  дефектов и достоверности контрол  в устройстве , содержащем п лежащих в одной плоскости сопр женных участками катут шек индуктивности, нормально разомкнутых ключей, соедин ющих концы соответствующих катушек, и (п-И)-й ключ, соедин ющий второй конец n-ой катушки с землей, и два конденсотора, внут- рилежащие участки n-й катушки последовательно сопр жены с внутрилежащи- ми участками остальных катушек. При этом все катушки расположены так, что сопр гаемые участки при открытых ключах включены электрически встречно., а несопр гаемые участки - электрически согласно 3 ил.

Изобретение относитс  к области анализа качества материалов с помощью ультразвука, в частности обнаружени  локальных дефектов, и предназначено дл  использовани  преимущественно е металлургии, а также машиностроении и судостроении,

, Известен электромагнмтно-акусти- ческий дефектоскоп, содержащий генератор , усилитель и рреобразователь, включающий катушку индуктивности в виде жгута из изолированных проводников . Дефектоскоп снабжен нормально закрытыми ключами, число которых вдвое, превышает число проводников, и конденсаторами по числу проводников., последние с одного конца присоединены че-:; рез ключи к выходу генератора, с дру- ;

того конца катушки также через ключи - к земле, а каждый из конденсаторов включен между двум  соседними проводниками таким образом, что они вместе образуют последовательно согласную по магнитному потоку цепь, св занную своим началом со входом усилител , а концом - с землей. При этом дефектоскопе установлены конденсаторы такой емкости, при которой выполн етс  условие настройки преобразовател  в резонанс на частоту сигнала как при замкнутых , так и при разомкнутых ключах. ,

Недостатком описанного аналога  вл етс  то, -что при контроле не обеспечиваетс  точность определени  мест тонахождени  малоразмерных дефектов.,

N1

ю о ю

Известен также электромагнитно- акустический преобразователь, содержащий плоскую высокочастотную катушку и расположенный с одной ее стороны электромагнит. Преобразоватедь снабжен плоской металлической пластиной , расположенной с другой (рабочей) стороны высокрчастотной катушки и ус- тановлрнйой с, возможностью перемещени  параллельно плоскости высокочастотной . - 1 i

Недостатком этого аналога  вл етс  низка  до1Гтов ё рность Контрол , как следствие существенного искажени  диаграммы направленности ультразвуковых tволн в изделие, а также недостаточна  точность определни  координат залегани  малоразмерных дефектов,,

Наиболее близким по технической сущности к за вл емому  вл етс  выбранный в качестве прототипа электро- магнитно-акустический преобразователь дл  неразрушающего контрол , содержащий полюсный магнитный наконечник, св занную с корпусом плоскую катушку индуктивности, состо щую из секций с рабочими и не рабочими участками из двух жгутов с п жилами изолированных проводников, выполненных в виде рамок, п первых и п вторых электронных ключей, и конденсаторы. Одни концы жил первого жгута объединены и  вл ютс  входом преобразовател , вторые концы жил первого жгута подключены к входам соответствующих первых ключей, одни концы жил второго жгута подключены соответственно ко вторым входам первых ключей, а другие концы соответственно через вторые ключи - к земле.

Преобразователь снабжен третим жгутом, идентичным второму, одни концы жил которого объединены соответственно с первыми концами второго жгута , второй конец его первой -жилы через конденсатор соединен с . землей, вторые концы п-1 -жил третьего жгута соединены с соответствующими концами п-х жил второго жгута, а конец посп ледней жилы второго «гута  вл етс  выходом преобразовател , вход которого и земл  соединены посредством второго конденсатора, а рамки, образованные каждым из трех -жгутов, сопр жены между собой попарно.

К существенным недостаткам прототипа можно отнести недостаточную томность определени  местонахождени  ма

0

0

5

g

30

лоразмерных дефектов, вы вл емость и достоверность контрол .

Целью изобретени   вл етс  повышение точности определени  местонахождени  дефектов и достоверности контрол .

Дл  достижени  указанной цели в устройстве дл  электромагнитно-акустического контрол , внутрилежащие участки n-й катушки последовательно сопр жены с внутрилежащими участками остальных катушек, при этом все катушки расположены так, что сопр гаемые участки при открытых ключах включены электрически встречно, а несопр гаемые участки - электрически согласно .

На фиг.1 дана принципиальна  схема за вл емого устройства; на фиг.2 - мгновенное направление токов в катушке индуктивности; на фйг,3 - два возможных расположени  катушек индуктивности относительно полюса магнита и издели .

За вл емое устройство дл  электромагнитно-акустического контрол  содержит размещенные в заземленном корпусе 1 полюсный наконечник (на фиг. 1,2 и 3 не показан), вход 2 и выход 3, конденсаторы 4,5, нормально закрытые ключи 6-10, катушку 11 индуктивности, состо щую из плоских катушек 12-15 в в де пр моугольных рамок из изолированных проводников.

Внутрилежащие участки 16-23 катушек 12-15 последовательно сопр жены, причем, сопр гаемые участки 16-23 при открытых ключах 6-10 включены электрически встречно. Несопр гаемыми участками 24-31 катушки 12-15 последовательно образуют замкнутую по пе- реферии линию и включены при открытых ключах 6-10 электрически согласно. . Подключены катушки 12-14 одними концами к корпусу 1, другими через ключи 6-8 к входу устройства, катушка 15 одним концом к выхрду устройства 3 и через ключ 10 к корпусу 1, а другим через ключ 9 к выходу 2 и через конденсатор 5 к корпусу V. Конденсатор 4 подключен между корпусом 1 и входом 2.

Кроме того, величины емкостей конденсаторов таковы, что выполн етс  условие настройки устройства в резонанс на частоту сигнала генератора (на фиг.1,2 м 3 не показан) замкнутых,так и  ри разомкнутых ключах . Ключи могут представл ть собой,

35

40

50

55

517849096

например, два диода, включенных встре - по амплитуде, чем у за вл емого уст- чно-параллельно. ройства целесообразно намотку секций

катушки индуктивности выполнить жгуВ процессе работы при возбуждении упругих колебаний в изделии высокочастотные радиоимпульсы тока поступают на вход 2 и замыкают ключи 6-10. Образуетс  параллельный колебательный контур из конденсаторов 4,5 и катушек 12-15 катушки индуктивности 11 В сопр гаемых участках 16-23 катушек токи взаимнопротивоположны по направ- лению и последовательно совпадают по направлению на несопр гаемых 24-31 : участках, В следствии этого в зоне издели , расположенной под замкнутой по переферии катушки индуктивности 11 линией (участки 24-31) происходит возбуждение мощного вихревого контура

тами из изолированных проводников 5 (К - число проводников в жгуте).

Как показали данные опытных испы- IQ таний в результате использовани  за вл емого устройства в составе макета ультразвукового контрол  удалось повысить точность определени  местонахождени  малоразмерных дефектов и 15 достоверность контрол  по сравнению с известными устройствами. При этом катушки 12-15 наматывались в виде одинаковых пр моугольных рамок из изо лированных проводников диаметром С, 1 тока. В этой области издели  с помои 20 мм и содержали по 30 витков кажда , щью полюсного наконечника создаетс  Емкость конденсаторов 4 и 5 соответст посто нное магнитное поле. Взаимодей- венно составила ЗбОО и 910 пф. В ка- ствие переменного в ихревого электрр- честве электронных ключей 6-10 исполь магнитного пол  и посто нного магнит- зовались встречно-параллельно вклю- ного пол  приводит к возбуждению упру- 25 ченные диоды 2Д 510 А. Устройство гих колебаний. На сопр гаемых 16-23 располагалось плоскостью катушки ин участках вследствие встречного направ- дуктивности параллельно над изделием лени  токов происходит компенсаци  {квадратной заготовкой сечением 160 магнитной компоненты пол , и в зоне мм) на рассто нии 3 мм. издели  под этими участками возбуж- 30

Claims (1)

1. дение- ультразвуковых колебаний не про- Формула изобретени  исходит. ,

   После прохождени  зондирующего импульса ключи 6-10 размыкаютс  и при

   Устройство дл  электромагнитно- ч - акустического контрол , содержащее- п

   приеме за счет эффекта обратного элек- ,„. лежащих в одной плоскости и сопр жен

   тромагнитно-акустического преобразовани  в проводниках катушек 12-15 наводитс  ЭДС. ЭДС, наводима  на катушке 15,поступает на выход 3 и далее на усилитель. Усилитель и другие ройства (на фиг.1,2 и 3 не показаны) обрабатывают принимаемые импульсы и производ т оценку качества зоны издеп ли  наход щейс  под несопр гаемым участком 25 катушки 15.

   Повышение точности определени  местонахождени  малоразмерных дефек- тое и как следствие достоверности контрол  достигаетс  за счет возбуждени  зондирующих ультразвуковых импульсов по достаточно прот женному контуру и регистрации их на локальном участке с максимально однородным распределён нием упругого пол 

   35

   ных участками катушек индуктивности.

   п+1 нормально разомкнутых ключей, из которых п св зывают одноименные кон цы соответствующих катушек с входом

   40 Устройства, а (п+1)-й ключ включен между вторым концом n-й катушки, служащим выходом устройства, и землей, и два конденсатора., один из которых св зывает вход с землей, а второй 45 начало n-й катушки с землей, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности определени  местонахождени  дефекта и достоверности контрол , внутрилежащие участки п-й

   5о катушки последовательно сопр жены с внутрилежащими учасками остальных катушек , при этом все катушки расположены так, что сопр гаемые участки при открытых ключах включены электрически

   Дл  получени  на выходе устройства gg встречно, а несопр гаемые участки импульса ЭДС, который в К раз большевключены электрически согласно.

   тами из изолированных проводников 5 (К - число проводников в жгуте).

   Устройство дл  электромагнитно- ч - акустического контрол , содержащее- п

   ,„. лежащих в одной плоскости и сопр жен

   35

   ных участками катушек индуктивности.

   +1 нормально разомкнутых ключей, из которых п св зывают одноименные кон цы соответствующих катушек с входом

   Устройства, а (п+1)-й ключ включен между вторым концом n-й катушки, служащим выходом устройства, и землей, и два конденсатора., один из которых св зывает вход с землей, а второй начало n-й катушки с землей, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности определени  местонахождени  дефекта и достоверности контрол , внутрилежащие участки п-й

   катушки последовательно сопр жены с внутрилежащими учасками остальных катушек , при этом все катушки располоены так, что сопр гаемые участки при открытых ключах включены электрически

   встречно, а несопр гаемые участки включены электрически согласно.

   /#Ј7

   Физ.2

   Я7

   /

   2ff

   77777777777777

   Фиг.З