Електромагнітний акустичний (ема) перетворювач

1. Електромагнітний акустичний (ЕМА) перетворювач, що складається з П-подібного вузла підмагнічування і розташованого між його полюсами випромінювача, що є решіткою з декількох розташованих в одній площині паралельних один одному і полюсам вузла підмагнічування провідників, причому вузол підмагнічування є рухомий постійний магніт, розташований між верхніми торцями паралельних один одному магнітоводів, нижні торці яких утворюють полюси вузла підмагнічування, який відрізняється тим, що магніт виконаний у вигляді розміщеного над випромінювачем прямокутного рівнобедреного обеліска, похилі сторони якого, що є полюсами магніту, направлені на торці магнітоводів, що мають аналогічний нахил, а менша основа магніту направлена на випромінювач і паралельна йому, при цьому магніт встановлений U 2 (19) 1 3 с.121-123], призначений для ультразвукового контролю металевих виробів довільної товщини. ЕМА перетворювач складається з вузла підмагнічування і випромінювача. Вузол підмагнічування є Побразний магніт, полюси якого розташовані на поверхні контрольованого металевого виробу. Випромінювач є решіткою, що складаються з декількох розташованих в одній площині паралельно один одному провідників (ниток-випромінювачів). Решітка розташована між полюсами магніту, паралельно поверхні контрольованого виробу. Для формування звукової хвилі системою синфазних випромінювачів, відстань між випромінювачами вибирають рівному l ; при збудженні систем cc / f випромінювачів протифаз l / 2, де довжина нормальної ультразвукової хвилі у відпоnn відній робочій точці; ~~ - фазова швидкість ультразвукової хвилі; f - робоча частота ультразвукового випромінювання. ЕМА перетворювач має постійний магніт, що не дозволяє оперативно змінювати значення магнітної індукції зовнішнього поля на поверхні контрольованого виробу. Разом з тим відомо [див. Эйчина В.Г., Кеслер Н.А. Влияние магнитного поля на затухание ультразвуковых колебаний. - Дефектоскопия, 1972, №3, с. 53-58; Малинка А.В., Драпкин И.А., Коломоец Н.Т. Электромагнитноакустический метод контроля ферромагнитных листов и труб. - Дефектоскопия, 1972, №4, с. 4448.], що максимальний ефект при контролі виробів з різних матеріалів, досягається при різному значенні магнітної індукції зовнішнього поля. Відомий ЕМА перетворювач [див. патент Японії 2004-177267, G01N29/04, перший варіант], призначений для ультразвукового контролю металевих виробів довільної товщини. ЕМА перетворювач складається з П-образного вузла підмагнічування і випромінювача. Випромінювач є решіткою, що складаються з декількох розташованих в одній площині паралельно один одному провідників (ниток-випромінювачів). Решітка розташована між полюсами вузла підмагнічування, паралельно поверхні контрольованого виробу. Вузол підмагнічування включає електромагніт, закріплений між верхніми частинами магнітоводів. Нижні торці магнітоводів є полюсами вузла підмагнічування. Наявність електромагніту дозволяє змінювати значення магнітної індукції зовнішнього поля на поверхні контрольованого виробу в широких межах, проте приводить до додаткового споживання електроенергії, що у ряді випадків практичного застосування перетворювача є небажаним. Відомий ЕМА перетворювач [див. патент Японії 2004-177267, G01N29/04, другий варіант], що є прототипом корисної моделі, що заявляється. ЕМА перетворювач складається з П-образного вузла підмагнічування і випромінювача. Випромінювач є решіткою, що складаються з декількох розташованих в одній площині паралельно один одному провідників (ниток-випромінювачів). Решітка розташована між полюсами вузла підмагнічування, паралельно поверхні контрольованого виробу. Вузол підмагнічування включає постійний магніт, 17947 4 розташований між верхніми торцями магнітоводів. Нижні торці магнітоводів є полюсами вузла підмагнічування. Постійний магніт є прямокутний брусок із закругленими краями. Магніт встановлений з можливістю обертання навколо своєї подовжньої осі симетрії, розташованої паралельно ниткамвипромінювачам. Конструкція датчика дозволяє змінювати значення магнітної індукції зовнішнього поля на поверхні контрольованого виробу в широких межах. Разом з тим, наявність магніту, що обертає, може бути неприйнятна із-за конструктивних обмежень системи неруйнівного контролю, що використовує даний перетворювач. У основу корисної моделі покладено завдання розширення технологічних можливостей виготовлення ЕМА перетворювачів з регульованим значенням магнітної індукції зовнішнього поля на поверхні контрольованого виробу за рахунок застосування магніту у формі прямокутного рівнобедреного обеліска, встановленого між торцями магнітоводів, що мають скоси. Плоскопаралельне переміщення магніту уздовж осі, перпендикулярній площині випромінювача дозволить плавно змінювати повітряний проміжок між полюсами магніту і торцями магнітоводів. Це, у свою чергу, дозволить добитися плавної зміни магнітної індукції на поверхні контрольованого виробу за допомогою відмінного від аналогів і прототипу конструктивного рішення. Завдання, покладене в основу корисної моделі, вирішується за рахунок того, що в ЕМА перетворювачі, що складається з П-образного вузла підмагнічування і розташованого між його полюсами випромінювача, що є решіткою з декількох розташованих в одній площині паралельних один одному і полюсам вузла підмагнічування провідників, в якому вузол підмагнічування є рухомий постійний магніт, розташований між верхніми торцями паралельних один одному магнітоводів, нижні торці яких утворюють полюси вузла підмагнічування, відповідно до корисної моделі, магніт виконаний у вигляді розміщеного над випромінювачем прямокутного рівнобедреного обеліска, похилі сторони якого, що є полюсами магніту, направлені на торці магнітоводів, що мають аналогічний нахил, а менша підстава магніту направлена на випромінювач і паралельно йому, при цьому магніт встановлений з можливістю плоскопаралельного переміщення уздовж осі, перпендикулярної площини випромінювача. Суть корисної моделі полягає в наступному. ЕМА перетворювач складається з П-образного вузла підмагнічування і випромінювача. Випромінювач є решіткою, що складаються з декількох розташованих в одній площині паралельно один одному провідників (ниток-випромінювачів). Решітка розташована між полюсами вузла підмагнічування, в безпосередній близькості від поверхні контрольованого виробу, паралельно їй. Ниткивипромінювачі повинні розташовуватися один від / 2 [див. Глухов Н.А., одного на відстані l , l Бобров В.Т., Веременко С.В., Дружаев Ю.А., Колмогоров В.Н., Лебедева Н.А. Электромагнитноакустические преобразователи для упругих волноводов. - Дефектоскопия, 1972, №4, с.38-45.], 5 17947 або, при контролі виробів з феромагнітних матері/ 6 [див. Буденков Г.А. Гуреалів, на відстані l вич С.Ю. Современное состояние бесконтактных методов и средств ультразвукового контроля: Акустические методы. - Дефектоскопия, 1981, №5, стр. 6-22.], де - довжина нормальної акустичної хвилі, порушуваною ЕМА перетворювачем. П-образний вузол підмагнічування складається з постійного магніту, розташованого в центральній частині вузла і двох магнітоводів, встановлених перпендикулярно поверхні контрольованого виробу. Магніт має форму прямокутного рівнобедреного обеліска [див., наприклад, Бронштейн И.Н., Семедяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся ВТУЗОВ. М.: Наука, 1980, стр. 222]. Він встановлений паралельно площині випромінювача, при цьому менша підстава магніту розташована з боку випромінювача. Похилі сторони магніту, що є його полюсами, направлені на торці магнітоводів, що мають аналогічний нахил. Магнітоводи, випромінювач і магніт зафіксовані один щодо одного за допомогою прямокутного бруска, виготовленого з діелектричного матеріалу. При цьому випромінювач прикріплений до нижньої сторони бруска, до бічних сторін якого прикріплені внутрішні сторони магнітоводів. На верхній стороні діелектричного бруска встановлений механізм плоскопаралельного переміщення магніту. Робота пропонованого ЕМА перетворювача полягає в наступному. Для проведення неруйнівного контролю, ЕМА перетворювач встановлюють на поверхню контрольованого виробу. При цьому випромінювач розташовують в безпосередній близькості від поверхні. За допомогою вузла підмагнічування у верхньому шарі об'єкту контролю ство Комп’ютерна верстка А. Крулевський 6 рюється постійне магнітне поле. Необхідні характеристики магнітного поля отримують, переміщаючи магніт уздовж осі, перпендикулярної площини випромінювача. Значення магнітної індукції зовнішнього поля на поверхні контрольованого виробу змінюватиметься в міру зміни величини повітряного проміжку між полюсами магніту і верхніми торцями магнітоводів. Після цього на нитці випромінювача подається електричний сигнал із заданими характеристиками, внаслідок чого в поверхневому шарі об'єкту контролю індукуються вихрові струми. Взаємодія первинного і наведеного струмів приводить до появи тиску, що змінюється з ультразвуковою частотою. Ультразвукові коливання, у свою чергу, створюють в металі просторово-періодичне поле, під впливом якого частинки середовища здійснюють коливання. При перетині частинками, що коливаються, силових ліній магнітного поля, в поверхневому шарі металу виникають вихрові струми, які реєструються за допомогою приймальної частини системи неруйнівного контролю. Конструкція пропонованого ЕМА перетворювача пояснюється малюнком, приведеним на Фіг.1, де 1 - випромінювач, 2 - магніт, 3 - магнітоводи, 4 брусок з діелектричного матеріалу, 5 - механізм плоскопаралельного переміщення, 6 - поверхня контрольованого об'єкту. Нитки випромінювача можуть бути виготовлені методом труїння металевої фольги, приклеєної до нижньої сторони діелектричного бруска, або нанесені за допомогою напилення. Використання пропонованого ЕМА перетворювача дозволить підібрати оптимальні характеристики магнітного поля на поверхні контрольованого виробу без використання магнітів, що обертаються і електромагнітів. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601