Електромагнітний акустичний перетворювач

Реферат: Електромагнітний акустичний перетворювач містить два паралельно встановлених магнітоводи, між якими з однієї сторони розташований магніт, а з іншої сторони розташований плоский провідниковий випромінювач, головна площина якого перпендикулярна головним осям магнітоводів. Магнітоводи складаються з набору елементів з низьким магнітним опором у вигляді плоских паралельних магнітопровідних пластин, які паралельні до площини, що проходить через головні осі магнітоводів, що встановлені з можливістю здійснювати переміщення один відносно одного у напрямку, перпендикулярному до головної площини провідникового випромінювача. UA 89699 U (54) ЕЛЕКТРОМАГНІТНИЙ АКУСТИЧНИЙ ПЕРЕТВОРЮВАЧ UA 89699 U UA 89699 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 електромагнітні акустичні перетворювачі (ЕМА перетворювачі), за допомогою яких можна 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 метала об'єкта контролю. ЕМА перетворювач складається з вузла підмагнічування та випромінювача. Вузол підмагнічування - це електромагніт або постійний магніт. 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 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 дозволяє проводити контроль металевих об'єктів великої товщини. Відомий ЕМА перетворювач (Буденков Б.А., Буденков Г.А. и др. Бесконтактный ввод и прием ультразвука. - Дефектоскопия, 1969, № 1, - С. 121-123), який призначений для ультразвукового контролю виробів довільної товщини. ЕМА перетворювач складається з вузла підмагнічування та випромінювача. Вузол підмагнічування представлений у вигляді П-подібного магніту, полюса якого розташовані на поверхні контрольованого металевого виробу. Випромінювач являє собою решітку, яка складається з декількох паралельних один одному провідників, які розташовані в одній площині. Решітка розташована між полюсами магніту, паралельно поверхні контрольованого виробу. ЕМА перетворювач має постійний магніт, внаслідок чого не має можливості оперативно змінювати значення магнітної індукції зовнішнього поля на поверхні виробу, який контролюємо. Разом з тим відомо (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. Электромагнитно-акустический метод контроля ферромагнитных листов и труб. Дефектоскопия, 1972, № 4, - С. 44-48), що максимальний ефект при контролі виробів з різноманітних матеріалів, досягається при різних значеннях магнітної індукції зовнішнього поля. Відомий ЕМА перетворювач (патент України на корисну модель № 17947, G01N 29/04), який складається з П-подібного 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 виступає зниження ефективності роботи вузла підмагнічування при контролі об'єктів складної форми внаслідок нещільного прилягання полюсів П-подібного вузла підмагнічування до поверхні контрольованого виробу. 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 дротовий 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-подібного вузла підмагнічування і плоского дротового випромінювача. Плоский дротовий випромінювач являє собою решітку, яка складається з декількох паралельних один одному провідників, які розташовані в одній площині. Решітка розташована між полюсами вузла підмагнічування, паралельно поверхні контролює мого виробу. Вузол підмагнічування містить 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 плоско-паралельного руху вздовж магнітів, за рахунок чого регулюється магнітна індукція в об'єкті. Як і в усіх аналогах, 1 UA 89699 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 конструкція ЕМА перетворювача не забезпечує щільного прилягання торцевих поверхонь магнітоводів до поверхні об'єкта контролю, який має складну форму, що може призвести до зниження якості вимірів через відмінності характеристик реально формує мого в об'єкті контролю магнітного поля від заданих значень. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення якості ультразвукових вимірювань у об'єкті контролю, який має складну форму, за рахунок забезпечення більш щільного прилягання торцевих поверхонь магнітоводів до поверхні об'єкта, який контролюємо. Це дозволить досягти постійності магнітної картинки на поверхні контрольованого об'єкта у зоні формування ультразвукової хвилі, що, в свою чергу, забезпечить постійність результатів вимірювань. Поставлена задача вирішується тим, що в ЕМА перетворювач, який складається з двох паралельно встановлених магнітоводів, між якими з однієї сторони розташований магніт, а з іншої сторони розташований плоский провідниковий випромінювач, головна площина якого перпендикулярна головним осям магнітоводів, у відповідності до корисної моделі, магнітоводи складаються з набору елементів з низьким магнітним опором у вигляді плоских паралельних магнітопровідних пластин, які паралельні до площини, що проходить через головні осі магнітоводів, що встановлені з можливістю здійснювати переміщення один відносно одного у напрямку, перпендикулярному до головної площини провідникового випромінювача ЕМА перетворювач складається з вузла підмагнічування і плоского дротового випромінювача. Плоский дротовий 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. Магнітоводи складаються з набору елементів з низьким магнітним опором. Для контролю об'єкта, який має двовимірну форму (наприклад циліндричну), використовують ЕМА перетворювач, магнітоводи якого складаються з плоскопаралельних магнітопровідних пластин, які паралельні одна одній, а також паралельні до площини, що проходить через головні осі магнітоводів, з можливістю руху одна відносно одної паралельно до головної площини плоского провідникового випромінювача. ЕМА перетворювач працює наступним чином. Для проведення неруйнівного контролю, ЕМА перетворювач встановлюють на поверхню виробу, який контролюємо. За рахунок конструкції магнітоводів, їх торцеві поверхні повторюють форму 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 коливальними частками силових ліній магнітного поля в поверхневому шарі металу виникають вихрові струми, котрі вимірюються за допомогою приймальної частини системи неруйнівного контролю. За рахунок більш щільного прилягання торцевих поверхонь магнітоводів до поверхні об'єкта 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. Суть корисної моделі пояснюють креслення. На фіг. 1-3, де 1 - об'єкт контролю, 2 - плоский провідниковий випромінювач, 3 - магнітоводи, 4 - магніт, 5 - елементи з низьким магнітним опором, які виконані у вигляді плоско-паралельних пластин. Фіг. 1 ілюструє загальну конструкцію запропонованого ЕМА перетворювача. Фіг. 2 ілюструє роботу ЕМА перетворювача при контролі об'єкта, який має складну тривимірну форму поверхні і в якому використані в якості плоско-паралельних пластин 5. Фіг. 3 ілюструє роботу ЕМА перетворювача при контролі об'єкта, поверхня якого складної двовимірної форми, а також використання в якості магнітоводів плоскопаралельних пластин 5, які паралельні до площини, що проходить через головні осі магнітоводів. Фіг. 4 ілюструє роботу ЕМА перетворювача при контролі об'єкта, який має складну тривимірну форму поверхні і в якому використані як магнітоводи плоскопаралельні пластини 5, приведено головний вигляд ЕМА. 2 UA 89699 U Використання запропонованого ЕМА перетворювача дозволить підвищити ефективність контролю об'єктів складної форми та спростити проведення автоматичного і автоматизованого контролю. 5 10 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Електромагнітний акустичний перетворювач, що містить два паралельно встановлених магнітоводи, між якими з однієї сторони розташований магніт, а з іншої сторони розташований плоский провідниковий випромінювач, головна площина якого перпендикулярна головним осям магнітоводів, який відрізняється тим, що магнітоводи складаються з набору елементів з низьким магнітним опором у вигляді плоских паралельних магнітопровідних пластин, які паралельні до площини, що проходить через головні осі магнітоводів, що встановлені з можливістю здійснювати переміщення один відносно одного у напрямку, перпендикулярному до головної площини провідникового випромінювача. 3 UA 89699 U 4 UA 89699 U Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5