SU1523996A1 - Electromagnetic acoustic transducer - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике и может быть использовано дл  ультразвуковой дефектоскопии электропровод щих материалов и измерени  геометрических размеров продукции металлургической промышленности. Цель изобретени  - повышение К.П.Д. С помощью формировани  магнитного пол  соответствующей типографии за счет сопр жени  двух высокоэнергетических плоских магнитов 1, 2, имеющих цилиндрические поверхности сопр жение одинакового радиуса R, и симметричного относительно линии стыковки расположени  изогнутой, плоской, выт нутой катушки 4 в электропровод щей среде возбуждаютс  радиально-пол ризованные сдвиговые акустические колебани  и фокусированные поверхностные Рэлеевские волны. Приемником сдвиговых волн служит возбуждающа  катушка в эхо-импульсном режиме, а Рэлеевские волны принимает катушка 5, выполненна  в виде П-образного зигзага и размещенна  в фокальной плоскости первой катушки 4 на рассто нии R от нее. 1 ил.The invention relates to instrumentation engineering and can be used for ultrasonic testing of electrically conductive materials and measuring the geometrical dimensions of the products of the metallurgical industry. The purpose of the invention is to increase the KPD. By forming a magnetic field of an appropriate printing house, by coupling two high-energy flat magnets 1, 2 having cylindrical surfaces matching the same radius R and the arrangement of a curved, flat, elongated coil 4 symmetrically with respect to the docking line, a radial-field is excited induced shear acoustic oscillations and focused surface Rayleigh waves. The receiver of the shear waves is the exciting coil in the echo-pulse mode, and the Rayleigh waves are received by the coil 5, made in the form of a U-shaped zigzag and placed in the focal plane of the first coil 4 at a distance R from it. 1 il.

Description

7.7

7,7,

7.7

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике и может использоватьс  дл  бесконтактной ультразвуковой дефектоскопи электропровод щих материалов и измерени  геометрических размеров продукции металлургической промышленности.The invention relates to instrumentation engineering and can be used for contactless ultrasonic testing of electrically conductive materials and measuring the geometric dimensions of products of the metallurgical industry.

Цель изобретени  - првьшение коэффициента полезного действи  за счет повышени  коэффициента преобразовани  сдвиговых и поверхностных волн ЭМА преобразовател .The purpose of the invention is to improve the efficiency by increasing the conversion ratio of the shear and surface waves of the EMA transducer.

На чертеже представлена принципи- .альна  схема электромагнитно-акусти- ческого преобразовател The drawing shows a principled circuit of an electromagnetic acoustic transducer.

Электромагнитно-акустический преобразователь содержит источник посто нного магнитного пол , состо щий из двух высокоэнергетических плоских магнитов и 2j, ферромагнитную пластину 3, плоскую катушку 4 индуктивности и плоскую катушку 5 индуктив- ности в виде П-образного зигзага, Плоские магниты и 2 установлены на пластине 3 разноименными полюсами и сопр жены боковыми поверхност ми.Катушка 4 расположена на свободных торцах магнитов и выт нута симметрично вдоль линии сопр жени , а катушка 5 расположена на торце одного из магнитов , поверхности сопр жени  магнитов выполнены цилиндрическими, точка пересечени  геометрических осей второй катушки проходит через центр основа- ни  поверхности сопр жени , а больша  ось второй катзппки параллельна касательной к верхней точке основани The electromagnetic-acoustic transducer contains a source of a constant magnetic field consisting of two high-energy flat magnets and 2j, a ferromagnetic plate 3, a flat inductance coil 4 and a flat inductance coil 5 in the form of a U-shaped zigzag, Flat magnets and 2 are mounted on the plate 3 opposite poles and mated side surfaces. The coil 4 is located on the free ends of the magnets and stretched symmetrically along the interface line, and the coil 5 is located on the end of one of the magnets, over awns mating magnets are cylindrical, the point of intersection of the geometrical axis of the second coil passes through the center of the base mating surface and the second major axis katzppki parallel to the tangent to the highest point of the base

Преобразователь работает следую- щим образомThe inverter works as follows.

Магнитна  система из магнита с выпуклой поверхностью сопр жени ,магнита 2 с вогнутой поверхностью сопр жени , ферромагнитной пластины 3 фор мирует посто нное магнитное поле,топографи  которого обеспечивает фокусировку электродинамических сил в среде, возбуждаемых изогнутьм по линии стыковки магнитов витком с током Витки с током, которые располагаютс  симметрично вдоль линии сопр жени  магнитов, составл ют катушку 4. Импульс тока проходит по последней и наводит в электропровод щей среде образца вихревые токи, В результате взаимодействи  вихревых токов с посто нным магнитным полем в скин-слое среды возникают синфазные электроA magnet system of a magnet with a convex mating surface, a magnet 2 with a concave mating surface, a ferromagnetic plate 3 forms a constant magnetic field, the topography of which provides for focusing electrodynamic forces in a medium induced by a coil with a coil current with a current, which are located symmetrically along the interface line of the magnets, coil 4. The current pulse travels through the latter and induces eddy currents in the sample’s electrically conductive medium. eddy currents with a constant magnetic field in the skin layer of the medium

д d

00

5five

динамические силы, Тое силы, направленные под обеими сторонами катушки, имеющими противоположно направленные токи в одну сторону, внутрь дуги. Радиально-пол ризованные объемные волны распростран ютс  по нормали к поверхности средЫо Нар ду с ними возбуждаютс  поверхностные Рэлеевские волны, которые распростран ютс  перпендикул рно сдвиговым волнам в направлении от дуги изогнутой катушки к центру окружности радиуса г.Благодар  фокусировке, осуществленной за счет конфигурации магнитного пол  и геометрии катущки 4, поБЬШ1аетс  коэффициент преобразовани  электромагнитной энергии излучател  в энергию поверхностных волн„ С этой же целью втора  катушка 5 размещена в фокальной плоскости катуппси 4, выполнена в виде П-образного зигзага и служит только дл  приема Рэлеевских волн, при этом повышаетс  обратный коэффициент преобразовани  упругих колебаний поверхности среды в ЭДС приемной катушкио Повьппаетс  и коэффициент преобразовани  сдвиговых волн, возбуждаемых и принимаемь  катушкой 4, за счет того, что из линейно пол ризованных они стали ра- диально пол ризованными, это обеспечило большую плотность электродинамических сил в среде под внутренней частью катушки 4, а следовательно, и большую интенсивность акустических сдвиговых волн.dynamic forces, toe forces directed under both sides of the coil, having oppositely directed currents in one direction, inside the arc. Radially polarized body waves propagate along the normal to the surface of the medium. Surface radiation waves are excited along with them, which propagate perpendicular to the shear waves in the direction from the arc of the bent coil to the center of a circle of radius. Thanks to the focusing performed by the magnetic field configuration. and the geometry of the coil 4, POSSIBLE is the coefficient of conversion of the electromagnetic energy of the radiator into the energy of surface waves. For the same purpose, the second coil 5 is located in the focal The plane of the catupps 4 is made in the form of a U-shaped zigzag and serves only to receive Rayleigh waves, thus increasing the inverse coefficient for converting elastic oscillations of the surface of the medium into the EMF of the receiving coil. And the conversion factor of the shear waves excited and accepted by the coil 4 is due to that they became radially polarized from linearly polarized, this provided a greater density of electrodynamic forces in the medium under the inside of the coil 4, and, consequently, greater intensity acoustic shear waves.

Claims (1)

Формула изобретеии Invention Formula Электромагнитно-акустнческ й преобразователь , содержащий ферромагнитную пластину, два высокоэнергетических плоских магнита, установленных на плартине разноименными полосами и сопр женных боковыми поверхност ми, расположенную на свободных торцах магнитов выт нутую симметрично вдоль линии сопр жени  плоскую катушку индуктивности , отличающийс  тем, что, с целью повышени  КПП он снабжен второй плоской катушкой индуктивности, выполненной в виде П- образного зигзага и расположенной на свободном торце одного нз магнн- тов, поверхности сопр жени  магнитов выполнены цилиндрическими, точка пересечени  геометри«1еских осей второй катушки проходит через центр основа515239 6An electromagnetic-acoustic transducer containing a ferromagnetic plate, two high-energy flat magnets installed on the playboard by opposite bands and conjugated with side surfaces, located on the free ends of the magnets, a flat inductance symmetrically along the connecting line, characterized in that In order to increase the gearbox, it is equipped with a second flat coil of inductance, made in the form of a U-shaped zigzag and located on the free end of one magnet, Definition voltage magnets are cylindrical, the geometry of the intersection point "1eskih second coil axes passes through the center osnova515239 6 ни  поверхности сопр жени , а боль- касательной к верхней точке основа- ша  ось второй катушки параллельна ни .neither the mating surface, and the axis of the second coil, which is tangent to the upper point of the base, is parallel.