Електромагнітно-акустичний перетворювач для контролю об’єктів великих розмірів

Реферат: Електромагнітно-акустичний перетворювач для контролю об'єктів великих розмірів складається з паралельних один одному магнітоводів, встановлених перпендикулярно до місця контролю на поверхні об'єкта контролю, між якими з однієї сторони розташований магніт, а з іншої сторони розташований плоский провідниковий випромінювач. Перетворювач кріпиться на пересувній платформі, на якій встановлений механізм переміщення, що дозволяє пересуватися платформі, та механізм руху, що дозволяє перетворювачу рухатись у напрямку, перпендикулярному до місця контролю на поверхні об'єкта контролю. UA 98915 U (54) ЕЛЕКТРОМАГНІТНО-АКУСТИЧНИЙ ПЕРЕТВОРЮВАЧ ДЛЯ КОНТРОЛЮ ОБ'ЄКТІВ ВЕЛИКИХ РОЗМІРІВ UA 98915 U UA 98915 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 заснований на формуванні акустичної хвилі в результаті взаємодії первинного та наведеного струмів у поверхневому шарі металу 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 забезпечує проведення швидкісного контролю великих площин поверхонь металевих об'єктів. Відомий ЕМА перетворювач (патент України на корисну модель № 17947, G01N 29/04), що складається з П-видного вузла підмагнічування та випромінювача. Центральна частина вузла підмагнічування є постійним магнітом, який має можливість здійснювати плоско-паралельний 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, G01N 29/04), 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 (см. патент Японии 2004-177267, G01N 29/04), який є найбільш близьким аналогом розробленого винаходу. ЕМА перетворювач складається з П-видного 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. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення якості та швидкості ультразвукових вимірів при проведенні контролю великих площин об'єктів контролю, за рахунок забезпечення більш щільного прилягання торцевих поверхонь магнітоводів до поверхні об'єкта контролю. Це дозволить досягти постійності магнітної картинки на поверхні контрольованого об'єкта у зоні формування ультразвукової хвилі, що, в свою чергу, забезпечить більшу точність та постійність результатів вимірювання, що спростить проведення автоматичного і автоматизованого контролю. Задача, яка поставлена в основу корисної моделі, вирішується за рахунок того, що в електромагнітно-акустичний перетворювач для контролю об'єктів великих розмірів, що складається з паралельних один одному магнітоводів, встановлених перпендикулярно до місця 1 UA 98915 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 контролю на поверхні об'єкта контролю, між якими з однієї сторони розташований магніт, а з іншої сторони розташований плоский провідниковий випромінювач, у відповідності до корисної моделі, перетворювач кріпиться на пересувній платформі на якій встановлений механізм переміщення, що дозволяє пересуватися платформі, та механізм руху, що дозволяє перетворювачу рухатись у напрямку, перпендикулярному до місця контролю на поверхні об'єкта контролю. 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. 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 кріпиться на пересувній платформі, на якій встановлений механізм переміщення, що дозволяє пересуватися платформі, та механізм руху, що дозволяє перетворювачу рухатись у напрямку, перпендикулярному до місця контролю на поверхні об'єкта контролю ЕМА перетворювач працює наступним чином. Для проведення неруйнівного контролю, пересувну платформу з ЕМА перетворювачем встановлюється на поверхню об'єкта контролю. Далі за рахунок механізму переміщення платформи, платформа пересувається до місця контролю, разом з цим механізм руху перетворювача, переміщує перетворювач на плоску ділянку поверхні об'єкта контролю, мінімізуючи зазори, на яких відбувається розсіювання магнітного поля. 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 коливними частками силових ліній магнітного поля, в поверхневому шарі металу виникають вихрові струми, які вимірюються за допомогою приймальної частини системи неруйнівного контролю. За рахунок більшої щільності прилягання перетворювач до поверхні об'єкта, який підлягає контролю, просторовий розподіл вектора магнітної індукції 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. Після завершення вимірювань механізм руху переміщує перетворювач до платформи, а платформа у разі необхідності продовжує пересуватися по поверхні об'єкта контролю до наступного місця, що підлягає контролю. Можливість руху платформи, вздовж поверхні об'єкта контролю, та наявність механізму руху перетворювача, у напрямі, перпендикулярному поверхні об'єкта контролю, дає можливість збільшення швидкості контролю. Конструкція запропонованого ЕМА перетворювача пояснюється кресленнями, які наведені на фіг. 1 - фіг. 3. Де 1 - об'єкт контролю, 2 - плоский провідниковий випромінювач, 3 - магніт, 4 магнітоводи, 5 - механізм руху перетворювача, 6 - платформа, 7 - перетворювач, 8 - механізм переміщення платформи. Креслення, яке представлено на фіг. 1 ілюструє загальну конструкцію запропонованого ЕМА перетворювача, встановленого на рухомій платформі. Креслення на фіг. 2, та фіг. 3 пояснює роботу механізмів ЕМА перетворювача під час проведення контролю об'єкта контролю. Як показано на кресленнях фіг. 2 та фіг. 3 перетворювач може рухатися у напрямі, перпендикулярному поверхні об'єкта контролю, а креслення на фіг. 2 показує ще можливість платформи пересуватися вздовж поверхні об'єкта контролю. Креслення на фіг. 3 показує положення перетворювача під час вимірювань. Використання запропонованого ЕМА перетворювача дозволить підвищити ефективність та точність контролю вимірювань об'єктів складної форми, що мають велику площину контролю, та спростити проведення автоматичного і автоматизованого контролю. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 60 Електромагнітно-акустичний перетворювач для контролю об'єктів великих розмірів, що складається з паралельних один одному магнітоводів, встановлених перпендикулярно до місця контролю на поверхні об'єкта контролю, між якими з однієї сторони розташований магніт, а з іншої сторони розташований плоский провідниковий випромінювач, який відрізняється тим, що перетворювач кріпиться на пересувній платформі, на якій встановлений механізм переміщення, 2 UA 98915 U що дозволяє пересуватися платформі, та механізм руху, що дозволяє перетворювачу рухатись у напрямку, перпендикулярному до місця контролю на поверхні об'єкта контролю. 3 UA 98915 U Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 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 4