ПОДЛОЖКА ЭЛЕКТРОМАГНИТНО-АКУСТИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

Полезная модель относится к области неразрушающего, в частности, ультразвукового контроля материалов и изделий и может быть использована для контроля листового и сортового проката, а также труб.
Известен ЭМАП, содержащий корпус с подложкой, по меньшей мере, один индуктор и закрывающий его с нижней стороны подложки протектор в виде керамической пластины (отдельной детали). В подложке выполнены отверстия для подачи воздуха, образующего в процессе функционирования воздушную подушку между нижней поверхностью подложки и объектом контроля. В керамической пластине выполнены отверстия, соосные отверстиям в корпусе. Согласованная по форме с объектом контроля подложка содержит отверстия для выхода сжатого воздуха, и ответственна за формирование воздушной подушки. В известном преобразователе основным элементом, формирующим воздушную подушку и определяющим эффективность ее работы, является подложка. Форма рабочей поверхности подложки всегда согласована с объектом контроля, поскольку подложка является элементом ЭМАП, с геометрической точки зрения наиболее приближенным к объекту контроля в ходе проведения ультразвукового контроля [RU 2348927, МПК G01N 29/04, опубл. 10.03.2009].
Недостатком известного ЭМАП является низкая механическая, температурная и эрозионная стойкость такой конструкции. Хотя воздушная подушка предназначена для эффективной защиты преобразователя от действия температуры и истирания, контролируемый металл может иметь неровности, выступающие дефекты на поверхности и отклонения формы от номинала. Это определяет возможность прямого механического контакта ЭМАП с изделием и, как следствие, его повреждение. Кроме того, срываемые потоком сжатого воздуха твердые частицы окалины, разгоняясь до высоких скоростей, оказывают эрозионное, разрушающее воздействие на рабочую поверхность преобразователя.
Известна также подложка электромагнитно-акустического преобразователя, содержащая корпус, концентратор, одну или несколько катушек индуктивности и керамическую пластину, размещенную между подложкой и объектом ультразвукового контроля, содержащая отверстия для выхода сжатого воздуха, питающего «воздушную подушку», часть керамической пластины за пределами керамической пластины, прилегающей непосредственно к катушкам индуктивности, выполнена в виде слоя керамики толщиной от 0,5 до 10 мм, образованного на поверхности подложки, непосредственно примыкающей к объекту контроля, например, напылением, нанесенного на всю остальную поверхность подложки, на одном уровне с керамической пластиной, прилегающей к катушкам индуктивности. В корпусе совместно со слоем керамики выполнены отверстия для выхода сжатого воздуха, питающего «воздушную подушку» [RU 103927 МПК G01N 29/00, опубл. 27.04.2011 Бюл. №12].
Указанная выше конструкция подложка электромагнитно-акустического преобразователя имеет те же недостатки - не обеспечивает нужное охлаждение подложки, не защищает поверхность от эрозивного воздействия частиц исследуемого материала.
Существующая форма выходных отверстий имеет недостатки:
- поток сжатого воздуха, выходящий из отверстий, не обеспечивает устойчивую «воздушную подушку» и не защищает от износа поверхность пластины, непосредственно прилегающую к катушкам индуктивности и корпус подложки, а если корпус имеет керамический слой - то и его.
- не обеспечивается требуемое охлаждение подложки в целом, включая корпус, концентратор, одну или несколько катушек индуктивности и магнитопровод, соединительный кабель и пр.
Задачей полезной модели являются существенное повышение эксплуатационных свойств подложки ЭМАП за счет повышения эффективности и устойчивости «воздушной подушки» и обеспечения требуемого охлаждения ее в целом, так и ее элементов.
Указанная задача решается тем, что на нижней поверхности подложки выполнены каналы криволинейной формы соединенные с отверстиями подачи сжатого воздуха с образованием зазора в нижней части отверстия, при этом криволинейные каналы расположены с внешней стороны катушек индуктивности. Криволинейные каналы могут быть выполнены в виде дуг, охватывающих катушки индуктивности. При этом площадь криволинейных каналов F кан и площадь входных отверстий F вх сжатого воздуха имеют соотношение F кан=(1.05-1.5) F вх.
Криволинейные каналы имеют в сечении П-образный или Т-образный профиль.
На фиг.1 показана подложка ЭМАП в продольном сечении; на фиг.2 -подложка, вид снизу; на фиг.3 - разрезы Б-Б и В-В на фиг.1 и 2; на фиг.4 - профиль сечений криволинейных каналов (П-образный или Т-образный).
Подложка содержит корпус 1, катушки индуктивности 2. В корпусе 1 выполнены отверстия 3 для подачи сжатого воздуха, питающего «воздушную подушку». На нижней поверхности подложки выполнены криволинейные каналы 4, которые соединены с отверстием 3 с образованием зазора.
Воздух под давлением подается через отверстия 3 и зазор в криволинейные каналы, равномерно распределяется по ним и, выходя из каналов, интенсивно охлаждает материал подложки вокруг катушек индуктивности. Соотношение площадей входных отверстий подложки Fвх и площадей выходных криволинейных каналов Fкан обеспечивает поперечную и продольную устойчивость подложки относительно объекта контроля.
Предлагаемая конструкция подложки ЭМАП обеспечивает существенное повышение ее эксплуатационных свойств за счет устойчивой «воздушной подушки»:
- значительно снижается износ пластины, непосредственно прилегающей к катушкам индуктивности и корпус подложки;
- обеспечивается требуемое охлаждение подложки в целом, включая корпус, концентратор, катушки индуктивности, магнитопровод, соединительный кабель и пр.
Предлагаемая конструкция подложки электромагнитно-акустического преобразователя технологична в изготовлении.