RU2019824C1 - Ультразвуковой преобразователь - Google Patents
Ультразвуковой преобразователь Download PDFInfo
- Publication number
- RU2019824C1 RU2019824C1 SU894771401A SU4771401A RU2019824C1 RU 2019824 C1 RU2019824 C1 RU 2019824C1 SU 894771401 A SU894771401 A SU 894771401A SU 4771401 A SU4771401 A SU 4771401A RU 2019824 C1 RU2019824 C1 RU 2019824C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- protector
- magnetic field
- windings
- tread
- piezoelectric element
- Prior art date
Links
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 title abstract 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000001012 protector Effects 0.000 claims abstract description 9
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 claims description 4
- 230000035515 penetration Effects 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 2
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000009659 non-destructive testing Methods 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля. Целью изобретения является повышение чувствительности к поверхностным дефектам электропроводных объектов за счет использования для их выявления вихревых токов. Пьезоэлемент 4 возбуждает в проекторе 2 из поляризованного пьезоматериала импульсы упругих колебаний, которые вызывают появление магнитного поля, фиксируемого по сигналу на выходе двух встречно включенных измерительных электрических обмоток 5, расположенных коаксиально протектору 2. Магнитное поле, возникающее в протекторе 2, возбуждает в электропроводном объекте 6 концентрические вихревые токи, чье магнитное поле провзаимодействовав с первичным магнитным полем несет информацию о наличии и размерах поверхностных дефектов объекта 6. Ультразвуковая дефектоскопия объекта 6 с помощью пьезоэлемента 4 выполняется традиционным образом. Выбор геометрических параметров высоты обмоток 5 и толщины протектора 2 обеспечивает максимальную величину сигнала с выхода обмоток 5. 2 ил.
Description
Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля и может быть использовано при ультразвуковой (УЗ) дефектоскопии различных объектов из электропроводных материалов.
Известен пьезопреобразователь, содержащий корпус и размещенные в нем протектор, демпфер и пьезоэлементы [1].
Недостатком известного преобразователя является недостаточно высокая чувствительность в довольно значительных по размерам мертвых зонах, примыкающих к поверхности контролируемого изделия.
Наиболее близким по технической сущности является УЗ преобразователь, содержащий корпус, размещенные в нем протектор, демпфер и пьезоэлемент, выполненный из ряда акустических соединенных плоских пьезопластин заданного поперечного размера [2].
Недостатком данного преобразователя является недостаточно высокая чувствительность к поверхностным дефектам, обусловленная наличием мертвой зоны, примыкающей к поверхности ввода ультразвуковых (УЗ) колебаний.
Целью изобретения является повышение чувствительности к поверхностным дефектам электропроводных объектов за счет использования для их выявления вихревых токов.
На фиг. 1 схематично представлен УЗ преобразователь; на фиг. 2 - осциллограммы сигналов с выхода измерительных электрических обмоток при установке преобразователя на объекте с поверхностным дефектом.
УЗ преобразователь содержит корпус 1 и размещенные в нем протектор 2, демпфер 3, пьезоэлемент 4 и две встречно включенные измерительные электрические обмотки 5. Позицией 6 на фиг. 1 обозначен контролируемый объект. Пьезоэлемент 4 выполнен из ряда акустически соединенных плоских пьезопластин заданного поперечного размера. Протектор 2 выполнен из поляризованного пьезоматериала. Обмотки 5 расположены коаксиально протектору 2, причем толщину L проектора 2 и высоту Н обмоток 5 выбирают из условий
L = (0,5 - 1,5) h2/ δ,
Н = (0,2 - 1,0)L где h - глубина проникновения электромагнитного поля в материале протектора 2;
δ - толщина пьезоэлемента 4.
L = (0,5 - 1,5) h2/ δ,
Н = (0,2 - 1,0)L где h - глубина проникновения электромагнитного поля в материале протектора 2;
δ - толщина пьезоэлемента 4.
УЗ преобразователь работает следующим образом.
Пьезоэлемент 4 возбуждают, в результате чего в протекторе 2 распространяется импульс УЗ колебаний. Поскольку протектор 2 выполнен из поляризованного пьезоматериала, под действием импульса упругой деформации в нем возникает магнитное поле, которое фиксируется измерительными электрическими обмотками 5 в виде импульсов напряжения U(t). Первый по времени приема импульс U1(t) характеризуется временем распространения импульса электромагнитного поля в протекторе 2 на глубину h от него передней грани со стороны пьезоэлемента (для материала ЦТС-19 h = 3 мм). Второй импульс U2(t) характеризуется временем распространения импульса электромагнитного поля в протекторе 2 на глубину h отраженного от грани протектора 2 со стороны объекта 6. Интервал времени между первым и вторым импульсами определяется длительностью прохождения продольной УЗ волны по протектору 2 со временем τ1. Магнитное поле, возникающее в протекторе 2, возбуждает в электропроводном объекте 6 концентрические вихревые токи, плотность которых максимальна на поверхности объекта 6 в контуре, диаметр которого близок поперечному размеру протектора 2. Магнитное поле вихревых токов направлено противоположно первичному магнитному полю и результирующий сигнал U2(t) несет информацию о толщине, электрической проводимости и магнитной проницаемости объекта 6, так и наличии и размерах его поверхностных дефектов. На фиг. 2 представлен сигнал U2 при регистрации дефекта в виде риски длиной 5 мм, шириной 0,5 мм и глубиной 0,2 мм на объекте 6 из титанового сплава ВТ-14. На бездефектном объекте 6 наблюдается противоположное соотношение сигналов U1 U2. Третий сигнал U3(t) в данном случае получен от данного эхо-сигнала объекта 6. Качество объекта 6 по результатам УЗ контроля может определяться как по амплитуде данного эхо-сигнала, так и по появлению импульсов с интервалом времени τ2 относительно первого импульса меньшим величины τ1 + 2Ln/Cn, где Cn - скорость распространения УЗ продольных колебаний в материале объекта 6, Ln - толщина объекта 6.
Условия выбора оптимальных значений толщины L протектора 2 и высоты Н обмоток 5 определялось экспериментально по максимуму амплитуды сигналов U(t) в диапазоне частот УЗ колебаний от 1 до 10 МГц.
Так же экспериментально определено, что оптимальное соотношение диаметров протектора 2 и пьезоэлемента 4 наблюдается в пределах от 0,5 до 0,7. Представленные на фиг. 2 осциллограммы сигналов получены с выхода двух встречно включенных обмоток 5 высотой Н = 5 мм из медного провода диаметром 0,15 мм (каждая с числом витков n = 40), коаксиально расположенных вокруг протектора 2 из поляризованного материала ЦТС-19 диаметром 15 мм и высотой L = 10 мм.
Claims (1)
- УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий корпус, размещенные в нем протектор, демпфер и пьезоэлемент, выполненный из ряда акустически соединенных плоских пьезопластин заданного поперечного размера, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности к поверхностным дефектам электропроводных объектов, он снабжен двумя встречно включенными измерительными электрическими обмотками, охватывающими коаксиально протектору, протектор выполнен из поляризованного пьезоматериала, а толщину L протектора и высоту H обмоток выбирают из условий
L = (0,5-1,5) h2 / δ ;
H = (0,2-1,0)L ,
где h - глубина проникновения электромагнитного поля в материале протектора;
δ - толщина пьезоэлемента.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU894771401A RU2019824C1 (ru) | 1989-10-11 | 1989-10-11 | Ультразвуковой преобразователь |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU894771401A RU2019824C1 (ru) | 1989-10-11 | 1989-10-11 | Ультразвуковой преобразователь |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2019824C1 true RU2019824C1 (ru) | 1994-09-15 |
Family
ID=21485797
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU894771401A RU2019824C1 (ru) | 1989-10-11 | 1989-10-11 | Ультразвуковой преобразователь |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2019824C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2142132C1 (ru) * | 1997-06-10 | 1999-11-27 | Лещенко Александр Степанович | Способ неразрушающего контроля и устройство для его осуществления (варианты) |
-
1989
- 1989-10-11 RU SU894771401A patent/RU2019824C1/ru active
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 1. Авторское свидетельство СССР N 549264, кл. G 01N 29/04, 1975. * |
| 2. Авторское свидетельство СССР N 1388795, кл. G 01N 29/04, 1985. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2142132C1 (ru) * | 1997-06-10 | 1999-11-27 | Лещенко Александр Степанович | Способ неразрушающего контроля и устройство для его осуществления (варианты) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4248092A (en) | Method and apparatus for efficiently generating elastic waves with a transducer | |
| US4127035A (en) | Electromagnetic transducer | |
| CN109444270B (zh) | 一种电磁超声与脉冲涡流复合检测传感器 | |
| US4296486A (en) | Shielded electromagnetic acoustic transducers | |
| US4466287A (en) | Non-destructive, non-contact ultrasonic material | |
| JPS5857706B2 (ja) | ヒハカイシケンキヨウサ−チソウチ | |
| CN117147685A (zh) | 用于腐蚀映射的电磁声换能器(emat) | |
| US7426867B2 (en) | Electromagnetic acoustic transducers for use in ultrasound inspection systems | |
| Hatano et al. | Reciprocity calibration of impulse responses of acoustic emission transducers | |
| KR101328061B1 (ko) | 전방향 전단수평파 변환을 위한 자기변형 트랜스듀서 | |
| RU2019824C1 (ru) | Ультразвуковой преобразователь | |
| CN111174690A (zh) | 一种公路护栏立柱埋深检测装置和方法 | |
| CN106248790A (zh) | 一种基于电磁声传感器的非金属板Lamb波检测方法 | |
| WO2002068934A1 (en) | Improved geometry for pulsed acoustic measurements of particle size | |
| CN211291329U (zh) | 一种公路护栏立柱埋深检测装置 | |
| GB2184543A (en) | Electromagnetic acoustic wave generation and detection | |
| SU1758546A1 (ru) | Электромагнитно-акустический преобразователь дл неразрушающего контрол | |
| JPS6333440Y2 (ru) | ||
| FR2245251A5 (en) | Non-destructive ultrasonic tester of workpieces - has electrically conductive surface for quality control and thickness measurement | |
| SU543868A1 (ru) | Электромагнитоакустический преобразователь | |
| Alers et al. | High frequency, angle beam EMATs for weld inspection | |
| CA1189947A (en) | Non-destructive, non-contact ultrasonic material testing method and apparatus | |
| RU221974U1 (ru) | Электромагнитно-акустический преобразователь | |
| GB2040584A (en) | Method and apparatus for introducing electromagnetic ultrasound into electrically conductive material | |
| SU1155932A1 (ru) | Способ ультразвукового контрол изделий |