Устройство для определения магнитным методом напряжений в стальных деталях

Устройство для определения магнитным методом напряжений в стальных деталях

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

№ 120670

Класс 42k, 45оз

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Н. Л. Брюхатов и Г. И. Кожевников

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАГНИТНЫМ МЕТОДОМ

НАПРЯЖЕНИЙ В СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЯХ

Заявлено 25 августа 1958 г, за _#_o 606613/25 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений» М 12 за 1959 г.

Устройства для измерения напряжений в ферромагнитных материалах без их разрушения известны. Эти устройства содержат постоянный магнит, измерительный зонд с пермаллойным сердечником и электронную измерительную аппаратуру. Отличительная особенность подобного рода устройства заключается в применении в нем селективной электронной аппаратуры. Последняя пропускает только вторую гармонику питающего зонд тока и содержит электронный осциллограф для определения фазы и ламповый вольтметр для определения амплитуды напряжения второй гармоники. Такое выполнение устройства обеспечивает повышение его точности.

На фиг. 1 и 2 схематически изображены продольный разрез постоянного магнита с измерительным зондом и вид на них сверху; на фиг 3— принципиальная схема устройства для измерения нормальной компоненты намагниченности; на фиг. 4 и 5 — кривые, поясняющие действие устройства.

Постоянный магнит 1 и измерительный зонд 2 с пермаллойным сердечником выполнены в виде щупа, устанавливаемого на исследуемой детали. Магнит 1 совместно с зондом 2 может свободно поворачиваться на неподвижном основании 8, выполненном из латуни. Неподвижное основание необходимо для фиксации места определения действующих напряжений. Величина и знак действующего напряжения определяются по величине и фазе электрического напряжения, получаемого на выходе электронной аппаратуры, включаемой в схему зонда. Риска на боковой поверхности щупа, указывающая направление действия напряжений, устанавливается под углом B 45 к направлению действия поля.

Регулирующие винты 4 служат для точной установки зонда по отношению к намагничивающему полю.

Пермаллойный сердечник 5 перемагничивается переменным полем

Н„,р, создаваемым катушками 1., и 1 . Обе кат шки идентичны .I рас№ 120670 положены в крайних секциях зонда. Катушки соединены таким образом, что они в любой промежуток времени создают поля H„р, направленные навстречу друг другу. В результате такого встречного включения катушек суммарная намагниченность пермаллойного сердечника равна нулю (фиг. 4) (для упрощения принято В = 0 при H = О).

При воздействии постоянного поля Н„„„вдоль оси пермаллойного сердечника возникает горизонтальный сдвиг обеих кривых в разные направления по оси абсцисс, вследствие чего получается результирующий магнитный поток В, + B (фиг. 5) за каждый полупериод питающего тока. Дифференцируя графически кривую этого потока, по времени можно найти частоту и амплитуду напряжения, индуктируемого в катушке

L„-, расположенной между катушками L и L . Оказывается, что частота этого напряжения равна удвоенной частоте питающего тока, а амплитуда пропорциональна величине постоянного магнитного поля Н„„„, действующего вдоль оси псрмаллойного сердечника Приближенно

Е = AH„„„,. где Š— напряжение, индуктируемое в катушке L>, Л вЂ” коэффициент, зависящий от материала сердечника, его сечения, частоты гторой гармоники питающего тока и числа витков катушки. Напряжение

E подается на вход селективной электронной аппаратуры б (фиг. 3), пропускающей только вторую гармонику питающего тока, и усиливается усилительным устройством 7 Фаза второй гармоники, зависящая от направления измеряемого постоянного магнитного поля H„„„,, отмечается па экране электроннолучевой трубки осциллографа 8, а амплитуда— по показаниям лампового вольтметра 9, включаемого параллельно с осциллографом на выход усилительного устройства 7. Цифрой 10 на этой схеме обозначен генератор звуковой частоты, а цифрой 11 — цепь синхронизации частоты развертки осциллографа.

Благодаря применению селективной электронной аппаратуры чувствительность зонда достигает 10- эрст., что позволяет с большой точностью отмечать магнитные поля, вызываемые нормальной компонентой 1, намагниченности над поверхностью стального изделия. Следует отметить, что эта компонента лежит в плоскости, параллельной плоскости поверхности ферромагнитика и направлена по нормали к внешнему полю Н, создаваемому постоянным магнитом. Это обстоятельство определяет ориентацию зонда, ось которого должна быть параллельна поверхности изделия и направлена перпендикулярно к оси, проходящей через полюса постоянного магнита.

Прибор может быть использован на железнодорожном транспорте для непрерывного контроля продольных напряжений в головках рельс железнодорожного полотна. При установке аппаратуры в путеиспытательном вагоне возможен контроль и измерение продольных напря>кений на больших перегонах и участках пути.

Кроме того, при испытаниях мостовых конструкций, в особенности сварных, прибор может быть использован для определения напряжений без нарушения целостности конструкции.

Предмет изобретения

Устройство для определения магнитным методом напряжений в стальных деталях без необходимости их разрушения, содержащее постоянный магнит, измерительный зонд с пермаллойным сердеником и электронную измерительную аппаратуру, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения его точности, в нем применена селективная электронная аппаратура, пропускающая только вторую гармонику питающего зонд тока и содержащая электронный осциллограф для определения фазы, а также ламповый вольтметр для определения амплитуды напряжения второй гармоники. № 120670

Фиг. 4

Фиг. 5

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Редактор Л. Г. Голандский Гр. 172

Типография Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва Петровка, 14

Информационно-издательский отдел.

Объем 0,34 и. л. Зак. 3863

Подп. к печ. 8 VI-59 г.

Тираж 870 Цена 50 коп.