Площинний електромагнітно-акустичний перетворювач для формування різного типу хвиль

Реферат: Площинний електромагнітно-акустичний перетворювач для формування різного типу хвиль включає основний масив паралельних один одному магнітних елементів, кожен з яких складається з магнітоводу, встановленого перпендикулярно до місця контролю на поверхні об'єкта контролю, на якому з однієї сторони розташований магніт, а з іншої сторони розташований плоский провідниковий випромінювач. Симетрично відносно площини об'єкта контролю розташований додатковий масив магнітних елементів, між якими зі сторони об'єкта контролю встановлені додаткові плоскі провідникові випромінювачі. UA 106861 U (54) ПЛОЩИННИЙ ЕЛЕКТРОМАГНІТНО-АКУСТИЧНИЙ ПЕРЕТВОРЮВАЧ ДЛЯ ФОРМУВАННЯ РІЗНОГО ТИПУ ХВИЛЬ UA 106861 U UA 106861 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до техніки неруйнівного контролю металевих виробів ультразвуковим методом. При проведенні неруйнівного контролю металевих виробів ультразвуковим методом широко застосовуються електромагнітно-акустичні перетворювачі (ЕМА перетворювачі), за допомогою яких можливо сформувати акустичну хвилю в металі контрольованого об'єкта без використання контактної рідини, через іржу або лакофарбове покриття. Принцип дії ЕМА перетворювача оснований на формуванні акустичної хвилі в результаті взаємодії первинного та наведеного струмів у поверхневому шарі метала об'єкта контролю. ЕМА перетворювач складається з вузла підмагнічування та плоского провідникового випромінювача. Вузол підмагнічування - це електромагніт або постійний магніт. Плоский провідниковий випромінювач складається з котушки або набору елементарних провідників, які розташовані поряд з поверхнею об'єкта контролю або виробу. Відомий ЕМА перетворювач (Шкарлет Ю.М., Бесконтактные методы ультразвукового контроля. - М.: Машиностроение, 1974. - С. 56.), який призначений для ультразвукового контролю листового матеріалу. ЕМА перетворювач складається з вузла підмагнічування і плоского провідникового випромінювача. В свою чергу, вузол підмагнічування складається з потужних концентраторів магнітного поля, які розташовані з двох сторін контрольованого листа металу. Випромінювач складається з потужних концентраторів магнітного поля, які розташовані з двох сторін контрольованого листа металу. Випромінювач складається зі спіральної котушки, яка розташована між контрольованою поверхнею і торцевою поверхнею одного із концентраторів магнітного поля. Схема побудови ЕМА перетворювача не забезпечую проведення швидкісного контролю великих площин поверхонь металевих об'єктів. Відомий ЕМА перетворювач (патент України на корисну модель № 17947, G01N29/04), що складається з П-подібного вузла підмагнічування та випромінювача. Центральна частина вузла підмагнічування є постійним магнітом, який має можливість здійснювати плоскопаралельний рух щодо об'єкта контролю, за рахунок чого досягається поступова зміна магнітної індукції в об'єкті контролю. Недоліком перетворювача є зниження швидкості при контролі великих об'єктів складної форми. Відомий ЕМА перетворювач (патент України на винахід № 82723, G01N29/04), який складається з вузла підмагнічування у вигляді декількох паралельних магнітоводів, між якими з однієї сторони встановлений постійний магніт, а з іншої сторони - плоский провідниковий випромінювач. Зміна індукції в об'єкті контролю досягається за рахунок обертання постійного магніту навколо точки своєї симетрії. Конструкція ЕМА перетворювача не гарантує щільного прилягання торців магнітоводів до поверхні об'єкта контролю. Відомий ЕМА перетворювач (див. патент Японии 2004-177267, G01N29/04). ЕМА перетворювач складається з П-подібного вузла підмагнічування і плоского дротового випромінювача. Плоский провідниковий випромінювач являє собою решітку, яка складається з декількох паралельних один одному провідників, що розташовані в одній площині. Решітка розташована між полюсами вузла підмагнічування, паралельно поверхні контрольованого виробу. Вузол підмагнічування містить у собі два паралельних магнітоводи і постійний магніт, який розташований між магнітоводів з однієї сторони. Друга сторона магнітоводів є полюсами вузла підмагнічування. Постійний магніт являє собою прямокутний брусок, який встановлений з можливістю обертання або плоскопаралельного руху вздовж магнітів, за рахунок чого регулюється магнітна індукція в об'єкті. Як і в усіх аналогах, конструкція ЕМА перетворювача не забезпечує щільного прилягання торцевих поверхонь магнітоводів до поверхні об'єкта контролю, що може призвести до зниження якості вимірів через відмінності характеристик реально формованого в об'єкті контролю магнітного поля від заданих значень. Також конструкція найбільш близького аналогом ускладнює проведення автоматичного і автоматизованого контролю та не гарантую якісних результатів вимірів при проведенні швидкісного контролю великих площин об'єкта контролю. Відомий ЕМА перетворювач (див. Пат. на корисну модель 98915 Україна, GO 1 N29/04. Електромагнітно-акустичний перетворювач для контролю об'єктів великих розмірів; опубл. 2015), який є найбільш близьким аналогом розробленої корисної моделі. ЕМА перетворювач складається з вузла підмагнічування і плоского провідникового випромінювача. Плоский провідниковий випромінювач являє собою решітку, яка складається з декількох розташованих в одній площині паралельних один одному провідників, або плоску котушку. Вузол підмагнічування складається з двох паралельно встановлених магнітоводів, між якими з однієї сторони розташований магніт, а з іншої сторони між магнітоводами розташований плоский провідниковий випромінювач, головна площина якого перпендикулярна головним осям магнітоводів. Для контролю об'єктів, що мають поверхні великих площин, перетворювач 1 UA 106861 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 кріпиться на пересувній платформі, на якій встановлений механізм переміщення, що дозволяє пересуватися платформі, та механізм руху, що дозволяє перетворювачу рухатись у напрямку перпендикулярному до міста контролю на поверхні об'єкта королю В основу корисної моделі поставлена задача підвищення якості та швидкості ультразвукових вимірів при проведенні контролю великих розмірах площини об'єкта контролю. Задача корисної моделі вирішується за рахунок того, що площинний електромагнітноакустичний перетворювач для формування різного типу хвиль, що включає основний масив паралельних один одному магнітних елементів, кожен з яких складається з магнітоводу, встановленого перпендикулярно до місця контролю на поверхні об'єкта королю, на якому з однієї сторони розташований магніт, а з іншої сторони розташований плоский провідниковий випромінювач, у відповідності до корисної моделі симетрично відносно площини об'єкта контроля розташований додатковий масив магнітних елементів, між якими зі сторони об'єкта контролю встановлені додаткові плоскі провідникові випромінювачі. Суть корисної моделі полягає в наступному. ЕМА перетворювач складається з вузла підмагнічування і плоского провідникового випромінювача. Плоский провідниковий випромінювач являє собою решітку, яка складається з декількох розташованих в одній площині паралельних один одному провідників, або плоску котушку. Основний вузол підмагнічування складається з основного масиву паралельно встановлених магнітних елементів, кожен з яких складається з магнітоводу, на якому з однієї сторони розташований електромагніт, а з іншої сторони розташований плоский провідниковий випромінювач, головна площина якого перпендикулярна головним осям магнітоводів, також плоский провідниковий випромінювач розташований між основними магнітними елементами. Для контролю об'єктів, симетрично відносно площини об'єкта контролю розташований додаткових масив магнітних елементів, що повторює за складом основний магнітний елемент, між яким зі сторони поверхні об'єкта контролю встановлені додаткові плоскі провідникові випромінювачі. ЕМА перетворювач працює наступним чином. Для проведення неруйнівного контролю, між основним та додатковими магнітними елементами ЕМА перетворювача встановлюють виріб, що контролюється. Після цього на плоский провідниковий випромінювач подають електричний сигнал, в результаті чого в поверхневому шарі об'єкта контролю індукуються вихрові струми. Взаємодія первинного і наведеного струмів призводить до появи тиску, який змінюється з ультразвуковою частотою. Ультразвукові коливання утворюють в металі просторово-періодичне поле, під впливом якого частки середовища здійснюють коливання. При перетині коливальними частками силових ліній магнітного поля, в поверхневому шарі металу виникають вихрові струми, які вимірюються за допомогою приймальної частини системи неруйнівного контролю. За рахунок додаткового провідника випромінювача та додаткових магнітних елементів взаємозв'язок вектора магнітної індукції та вектора вихрових струмів, що задає напрям акустичної хвилі, у зоні формування ультразвукової хвилі буде більш прогнозовано як по величині, так і по напрямку, що, в свою чергу, призведе до підвищення якості і постійності результатів ультразвукових вимірювань. Конструкція запропонованого ЕМА перетворювача пояснюється рисунками, які наведені на фіг. 1. Де 1 - об'єкт контролю, 2 - плоский провідниковий випромінювач, 3 - електромагніт, 4 магнітоводи, 5 - основний магнітний вузол, 6 - додатковий магнітний елемент, 7 - додатковий плоский провідниковий випромінювач. Використання запропонованого ЕМА перетворювача дозволить підвищити ефективність та точність контролю вимірювань об'єктів, що мають велику площину контролю, та спростити проведення автоматичного і автоматизованого контролю. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 Площинний електромагнітно-акустичний перетворювач для формування різного типу хвиль, що включає основний масив паралельних один одному магнітних елементів, кожен з яких складається з магнітоводу, встановленого перпендикулярно до місця контролю на поверхні об'єкта контролю, на якому з однієї сторони розташований магніт, а з іншої сторони розташований плоский провідниковий випромінювач, який відрізняється тим, що симетрично відносно площини об'єкта контролю розташований додатковий масив магнітних елементів, між якими зі сторони об'єкта контролю встановлені додаткові плоскі провідникові випромінювачі. 2 UA 106861 U Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3