2. Проектирование электромагнитно-акустического преобразователя

Для осуществления контроля пружин был изготовлен проходной преобразователь, схематически представляющий собой катушку индуктивности с двумя выводами на генератор (рисунок 9).

Рисунок 9 Схематическое изображение электромагнитно-акустического датчика для генерации поперечной волны.

(1 – постоянные магниты, 2 – катушка индуктивности, 3 – объект контроля, 4 – выводы на генератор).

Конструктивно электромагнитно-акустический датчик представляет собой катушку, содержащую определенное количество витков. Резонансная частота колебательного контура определяется по формуле 1.

, (1)

где С – емкость конденсатора и коаксиального кабеля, L – индуктивность катушки.

Индуктивность катушки L определяется по формуле 2.

, (2)

где μ₀ – магнитная проницаемость вакуума, N – число витков, S – площадь поперечного сечения, l – длина катушки.

При полученной индуктивности катушки 2,7 мкГн, емкости конденсатора 1,5 нФ, емкости внутреннего конденсатора 1 нФ, резонансная частота составила 2 МГц. Катушка была изготовлена из медной проволоки диаметра 0,315 мм. Полученный преобразователь показан на рисунках (рисунок 10, 11).

Рисунок 10 Конструкция преобразователя

Рисунок 11 Полученный преобразователь с системой подмагничивания на витке пружины

3. Описание зарегистрированных сигналов

В процессе испытания полученного электромагнитно-акустического преобразователя был получен ряд эхограмм. Измерения проводились при различной ориентации поля подмагничивания в витке пружины. На рисунке (рисунок 12) представлена эхограмма при ориентации поля параллельно оси навивки пружины. На рисунке (рисунок 13) представлена эхограмма при перпендикулярной ориентации постоянного магнитного поля в витке пружины и оси навивки пружины.

Как видно из эхограмм, амплитуды эхоимпульсов убывают с разной скоростью, что свидетельствует о анизотропии свойств материала витка пружины.

Так же анизотропия материала витка проявляется в различной скорости ультразвуковых волн. При параллельной ориентации магнитного поля и оси навивки пружины, скорость ультразвука составила 3281,57 ± 1,97 м/с, а при перпендикулярной ориентации 3230,46 ± 1 м/с.

Рисунок 12 Эхограмма при параллельной ориентации поля подмагничивания в витке и оси навивки пружины

Рисунок 13 Эхограмма перпендикулярной ориентации поля подмагничивания в витке и оси навивки пружины

Список использованной литературы

1. Клюев В.В. Неразрушающий контроль и диагностика [Текст] / Клюев В.В., В.Ф. Мужицкий, Э.С. Горкунов, В.Е. Щербинин.,- М. Машиностроение, 2003. – 226 – 231 с.

2. ГОСТ 18353-79 «Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов», - М.: Издательство стандартов,1979.

3. ГОСТ 21105-87 «Контроль неразрушающий. Магнитопорошковый метод контроля», - М.: Издательство стандартов,1987.

4. ГОСТ 23479-79 «Контроль неразрушающий. Методы оптического вида. Общие требования», - М.: Издательство стандартов,1979.

5. ГОСТ 18442-80 «Контроль неразрушающий. Капиллярные методы. Общие требования», - М.: Издательство стандартов,1980.

6. ГОСТ 13764-86 «Пружины винтовые цилиндрические сжатия и растяжения из стали круглого сечения. Классификация», - М.: Издательство стандартов, 1986.

7. Буденков Г.А., Контроль качества пруткового проката электромагнитно – акустическим методом. [Текст] / Буденков Г.А., Татаркина М.В., Лукин А.В., Дефектоскопия, 2009, № 4, с. 50 - 60.

8. Стрижак В. А., Пономарева О. В., Общие требования к построению, изложению, оформлению, и структуре результатов учебной деятельности. [Текст] / сост. В. А. Стрижак. – Ижевск : Изд-во ИжГТУ, 2010.

9. А. Н. Васильев., Ю. П. Гайдуков. Электромагнитное возбуждение звука в металлах. [Текст] / А. Н. Васильев., Ю. П. Гайдуков, Успехи физических наук, 1983, № 3. – 434 – 438, 458 – 461 с.

10. М. И. Каганов, А. Н. Васильев. Электромагнитно-акустическое преобразование – результат действия поверхностной силы. [Текст] / М. И. Каганов, А. Н. Васильев , Успехи физических наук, 1993, № 10. – 67 – 79 с.

11. Буденков Г.А., Головченко З.Д., Расчет распределения упругих смещений и определение характеристики поляризации упругих волн, возбуждаемых электромагнитно-акустическим способом. [Текст] / Буденков Г.А., Дефектоскопия, 1973, № 4:, с. 95—101.

12. ЗАО ЧПНЗ [Электронный ресурс]. Дата обращения 23.05.2012. Параметры пружин. Режим доступа: http://chelmash.com/files/pressa/28.htm

13. ЗАО ЧПНЗ [Электронный ресурс]. Дата обращения 23.05.2012. Технологические процессы пружинного цеха. Режим доступа: http://chelmash.com/files/pressa/29.htm

14. ЗАО ЧПНЗ [Электронный ресурс]. Дата обращения 23.05.2012. Термическая обработка пружин. Режим доступа: http://chelmash.com/files/pressa/33.htm

15. ЗАО ЧПНЗ [Электронный ресурс]. Дата обращения 23.05.2012. Защитные покрытия пружин. Режим доступа: http://chelmash.com/files/pressa/35.htm

16. ЗАО ЧПНЗ [Электронный ресурс]. Дата обращения 23.05.2012. Контроль и испытание пружин. Режим доступа: http://chelmash.com/files/pressa/36.htm

17. ЗАО ЧПНЗ [Электронный ресурс]. Дата обращения 23.05.2012. Дефекты пружин. Режим доступа: http://chelmash.com/files/pressa/37.htm

18. ЗАО ЧПНЗ [Электронный ресурс]. Дата обращения 23.05.2012. Классификация пружин. Режим доступа: http://chelmash.com/files/pressa/27.htm

19. Академик [Электронный ресурс]. Дата обращения 23.05.2012. Электромагнитно-акустическое преобразование. Режим доступа: http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_physics/5290/%D0%AD%D0%9B%D0%95%D0%9A%D0%A2%D0%A0%D0%9E%D0%9C%D0%90%D0%93%D0%9D%D0%98%D0%A2%D0%9D%D0%9E

20. Инвент-прибор [Электронный ресурс]. Дата обращения 23.05.2012. Визуально-оптический метод контроля. Режим доступа: http://www.inventpribor.ru/Handbook-InventPribor-Non-Destructive%20Testing-VOI.html

21. Неразрушающий контроль [Электронный ресурс]. Дата обращения 23.05.2012. Современные возможности ЭМА дефектоскопии. Режим доступа: http://ndt.at.ua/publ/1-1-0-4

22. Википедия свободная энциклопедия [Электронный ресурс]. Дата обращения 23.05.2012. Магнитострикция. Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B0%D0%B3%D0%BD%D0%B8%D1%82%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%80%D0%B8%D0%BA%D1%86%D0%B8%D1%8F

23. Преднистровский портал радиолюбителей [Электронный ресурс]. Дата обращения 23.05.2012. Как произвести расчет катушек индуктивности. Режим доступа: http://radio-hobby.org/modules/news/article.php?storyid=196

24. Контроль качества пружин [Электронный ресурс]. Дата обращения 23.05.2012. Режим доступа: http://www.kruglik.kiev.ua/pages_statti/stat_6.html

25. Термообработка пружин [Электронный ресурс]. Дата обращения 23.05.2012. Режим доступа: http://www.tech-spektr.ru/termoobrabotka_pruzhin.html