Вихретоковый преобразователь для неразрушающего контроля параметров материалов и изделий

Вихретоковый преобразователь для неразрушающего контроля параметров материалов и изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для неразрушающего контроля электромагнитных, физико-механических и геометрических параметров ферромагнитных и электропроводных материалов. Цель - повышение точности за счет уменьшения влияния отклонения оси магнитопровода преобразователя от положения перпендикулярного к поверхности материала. Изменяя положение магнитопровода преобразователя относительно поверхности материала, фиксируют момент перпендикулярности магнитопровода к поверхности контролируемого материала по нулевому значению индикатора 13. Одновременно снимают напряжение с выхода измерительной обмотки 3, по величине которого определяют контролируемый параметр. Перпендикулярность оси магнитопровода преобразователя к поверхности материала фиксируют с помощью набора пар петлеобразных измерительных обмоток 5 - 12, вытянутых по окружности и размещенных в плоскостях, параллельных друг другу и перпендикулярных к оси магнитопровода. Ось симметрии каждой пары перпендикулярна оси магнитопровода 1 и лежит в плоскости их раздела. Первая пара обмоток 5, 6 расположена в плоскости, проходящей через диаметр сферического полюса, а все остальные пары обмоток смещены в одном направлении осями симметрии относительно оси симметрии первой пары на угол φ = φ<SB POS="POST">0</SB> (N-1), где φ<SB POS="POST">0</SB> - угол между осью симметрии первой пары обмоток 5, 6 и осью симметрии пары обмоток 7, 8, лежащей в соседней плоскости, N - порядковый номер пар обмоток относительно первой пары. Обмотки в каждой паре включены встречно, все пары между собой соединены согласно. 6 фиг.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН щ)з С 01 N 27/90

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ! 4Ч ВК г, ..1 — ЛИОТ .

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4466722/25-28 (22) 26.07.88 (46) 07.05 90. Бюл. У 17 (71) Запорожский центр научно-технического творчества молодежи (72) В.И.Чаплыгин, В.А.Калика, Н.Ф.Потапова, M.Ä.Ермаков, В.И.Кузнецов, С.В.Ансеров и В.И.Чаплыгин (53) 620.179,14(088.8) (56) Герасимов В.Г., Останин Ю.А. и др. Неразрушающий контроль качества изделий электромагнитными методами.

M. Энергия, 1978, с. 165, 166. (54) ВИХРЕТОКОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ДЛЯ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для неразрушающего контроля электромагнитных, физико-механических и геометрических параметров фер.BU„„ A1 ромагнитных и электропроводных материалов. Цель — повышение точности за счет уменьшения влияния отклонения оси магнитопровода преобразователя от положения, перпендикулярного к поверхности материала. I çìåíÿÿ положение магнитопровода преобразователя относительно поверхности материала, фиксируют момент перпендикулярности магнитопровода к поверхности контролируемого материала по нулевому значению индикатора 13. Одновременно снимают напряжение с выхода измерительной обмотки 3, по величине которого определяют контролируемый-параметр. Перпендикулярность оси магнитопровода преобразователя к поверхности материала фиксируют с помощью набора пар петлеобразных измерительных обмоток 5-12, вытянутых по окружности и размещенных в

1562840

10 плоскостях, параллельных друг другу и перпендикулярных к оси магнитопровода. Ось симметрии каждой пары перпендикулярна оси магнитопровода 1 и лежит в плоскости их,раздела.Первая пара обмоток 5, 6 расположена в плоскости, проходящей через диаметр сферического полюса, а все остальные пары обмоток смещены н одном направлении осями симметрии относиИзобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для неразрушающего кант-ропя электромагнитных, физико-механических и геометрических параметров ферромагнитных и электропроводных материалов.

Цель изобретения — повышение точности за счет уменьшения влияния отклонения оси магнитопрозода преобразователя от положения, перпендикулярного к поверхности материала.

На фиг.1 приведена конструкция вихретоконог о преобразователя, на фиг.2 — схема конструктивного выполнения пары петлеобразных обмоток, на фиг.3-6 — смещение и пар петлеобразных обмоток относительно первой пары.

Преобразователь содержит магнитопровод 1 с полюсом сферической формы, на котором размещены обмотки 2 возбуждения, подключенные к источнику переменного тока и измерительная обмотка 3, подключенная к измерительному прибору 4. На магнитопроводе 1 расположен набор пар петлеобразных измерительных обмоток 5 и б, 7 и 8, 9 и 10, 11 и 12, вытянутых по полуокружности и размещенных в плоскостях П ., П р Пэ,о, П „ь„ параллельных друг другу и перпендикулярных к оси магнитопровода. Ось симметрии каждой. пары перпендикулярна оси магнитопровода 1 и лежит в плоскости их раздела. Первая пара петлеобразных измерительных обмоток

5 и 6 расположена н плоскости П, проходящей через диаметр сферического полюса, а все остальные пары петлеобразных обмоток 7 и 8, 9 и 10

11 и 12 смещены в одном направления осями симметрии относительно оси симметрии пары обмоток 5 и 6 на угол

5 Ф тельно оси симметрии первой пары на угол V = W (п-1), где г — угол между осью симметрии первой пары обмоток 5> 6 .и осью симметрии пары об-. моток 7, 8, лежащей в соседней плоскости, n — порядковый номер пар обмоток относительно первей пары. Обмотки в каждой паре включены встречно, все пары между собой соединены согласно. 6 ил.

g =ц) (n-1), где g — угол между осью симметрии первой пары обмоток 5 и 6 и осью симметрии пары обмоток 7 и 8, лежащей н соседней плоскости П7

n — порядковый номер пар обмоток относительно первой пары 5 и 6 обмотки в каждой паре,, нагример 5 и 6 включены встречно, а все пары между собой соединены согласно и полученным обшггм выходом подключены к индикатору 13 угла отклонения оси магнитопронода от положения, перпендикулярного к поверхности контролируемого материала.

Вихретоковый преобразователь может содержать множество пар петлеобразных обмоток и чем их будет больше, тем выше будет точность определения угла отклонения оси магнитопровода от поверхности материала. Так как принцип работы вихретокового преобразователя не зависит от количества пар петлеобразных обмоток, рассмотрим работу преобразователя содержащего, например, четыре пары обмоток: первая пара 5 и 6, вторая пара 7 и 8, третья пара 9 и 10 четвертая пара

11 и 12 (фиг.1). Так как все пары обмоток 5 и 6, 7 и 8, 9 и 10, 11 и 12 должны быть симметрично размещены вокруг магнитопровода, чтобы обеспечить одинаковую чувствительность к отклонению магнитопровода в различных направлениях, то угол <Р будет равен 45 . Поэтому углы смещения остальных трех пар 7 и 8, 9 и 10, 1 t и 12 относительно первой пары будут о .о, равны q7,,н,= (и-1) ф, = 1 45 = 45 (P (o =(3-1) 45 = 90, с1>„„ =(4-1) 45

=135

Вихретоковый преобразонатель работает следующим образом.

U516 U5 U6

Ц7 ь — U7-U 8 — Оэ

Uq

U«,

ЬЦ (0б) 2 U5.6» в ( (Ы, — ЬЦ,"„) -(гд, - Z U,) =!

2 "ь"; "

0 5,6

07,8 г 2hU

5 15

Вихретоковый преобразователь устанавливают сферическим полюсом на поверхность контролируемого материала, обмотку 2 возбуждения подключают к источнику геременного тока, измерительную обмотку 3 подключают к измерительному прибору 4, а общий выход петлеобразных обмоток 5-!2. подключают к индикатору 13 угла отклонения оси магнитопровода преобразователя. Изменяя положение магнитопровода преобразователя относительно поверхности материала, фиксируют момент перпендикулярности магнитопровода к поверхности контролируемого материала по нулевому показанию индикатора 13. Одновременно снимают напряжение с выхода измерительной обмотки 3, по величине которого определяют контролируемый параметр, . пользуясь, например, таррировочным графиком.

При перпендикулярном расположении магнитопровода 1 относительно поверхности материала 4 с выхода каждой пары обмоток снимается напряжение

6 р <О (<О д ) (aVð< b V ) 0 @

"«,< (1) «1 П»" ) Ща Щт )

I в

= 2П„,, -. гю« °, I )

Так как дифференциально включенные пары обмоток между собой соединены согласно, то с общего их выхода

1ð на индикаторе 13 снимается напряжение

62840

f t КУвых = 2gU . +2%д g +2Щ< а в « — ИП,.-га и .,,! Ф

Индикатор 13 зафиксирует напряжение, отличное от нулевого значе-, ния, что соответствует неперпенди- " кулярности магнитопровода преобразо20 вателя к поверхности контролируемого материала, поэтому для восстановления перпендикулярности необходимо, изменяя положение магнитопровода относительно поверхности материала, 25 добиться нулевого показания индикатора 13.

Формула изобретения

Вихретоковый преобразователь для неразрушающего контроля параметров материалов и изделий, содержащий магнитопровод с полюсом сферической формы, на котором размещена обмотка воз45 буждения,.подключенная к измерительному прибору, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, он снабжен.индикатором угла наклона оси магнитопровода

5О преобразователя к поверхности материала и и парами петлеобразных измерительных обмоток, расположенных на магнитопроводе попарно в параллельных плоскостях, перпендикулярных

55 к оси магнитопровода, ось симметрии каждой пары перпендикулярна к оси магнитопровода, первая пара обмоток расположена в плоскости, проходящей через диаметр полюса, а все оси сим-, I!

Разработанная конструкция вихретокового преобразователя по сравнению

3g -с известной позволяет уменьшить влия.ние угла отклонения магнитопровода преобразователя от псложения, перпендикулярного к поверхности материала, практически до нуля, что повышает. точность измерения парамет35 ров.

15628(0

0тстсаь П

Ююсюаю П

Составитель Л. Крюкова

Редактор Л. Гратилло Техред М. Ходаяич Корректор H.Ðåâcêàÿ

Закаэ 10б1

Тираж 512

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113Î35, Москва, R-35, Раупская наб., д, 4/5

Производственно-иэдательский комбинат «"Ëàòåíò", г. Ужгород, ул. Га аринл, 101 метрии остальных пар обмоток смещены в одном направлении относительно оси симметрии первой пары на угол — gо(n-1) где Чо угол между осями симметрии первой пары обмоток и пары обмоток, расположенной в соседней плоскости; n — порядковый но= мер пар обмоток, в каждой паре обмотки включены встречно, а все пары

5 обмоток включены согласно и выходом. подключены к индикатору угла наклона оси магнитопровода. р/

ФыГ, Ф

Pgoczm / 0 rz