Способ контроля площади поперечного металлического сечения стального каната и устройство для его осуществления

Способ контроля площади поперечного металлического сечения стального каната и устройство для его осуществления

Реферат

Изобретение относится к области неразрушающего контроля канатов из стальной ферромагнитной проволоки.

Уровень техники в области неразрушающего магнитного контроля подобных объектов может быть представлен следующими известными решениями.

Известен способ неразрушающего контроля площади поперечного сечения протяженных ферромагнитных объектов (RU 2204129 С2, РФ, МПК 7 G 01 N 27/82), заключающийся в том, что участок контролируемого каната продольно намагничивают до состояния, близкого к насыщению, с помощью намагничивающего узла с полюсами (магнитопровод и постоянные магниты), обращенными к оси контролируемого объекта, и в межполюсном пространстве у поверхности каната производят измерение магнитной индукции. Измерение производят в паре точек, лежащих на линии, параллельной оси контролируемого объекта, сигналы о результатах измерения в этих точках суммируют и таким образом получают информацию о сечении контролируемого объекта.

К его недостаткам следует отнести малую точность измерения потери сечения объекта контроля, вызванную тем, что измерение потери сечения ведется путем их суммирования, и при наличии локального дефекта будет зафиксировано изменение сечения объекта контроля, не соответствующее истинному, из-за влияния поля рассеяния, возникающего в области локального дефекта при насыщении материала стального каната при его продольном намагничивании и приводящего к искажению информации о реальной потере сечения.

Известен также способ неразрушающего контроля площади поперечного сечения стальных проволочных канатов (DE 19601707 А1, ФРГ, МПК G 01 N 27783), заключающийся в том, что участок контролируемого объекта продольно намагничивают до состояния, близкого к насыщению, с помощью намагничивающего узла с полюсами (магнитопровод и постоянные магниты), обращенными к контролируемому объекту. С помощью датчиков Холла измеряют индукцию магнитного поля под полюсами намагничивающего узла в двух симметрично расположенных точках, суммируют результаты измерения поля под полюсами и на основании этого судят о площади поперечного сечения.

К недостаткам описанного способа можно отнести то, что измерение потери сечения ведется путем регистрации сигналов датчиков Холла, установленных под полюсами намагничивающего узла, и при этом магнитная индукция, которую они измеряют, нелинейно зависит от положения ферромагнитного объекта, что затрудняет калибровку и соответственно приводит к существенной погрешности измерения данной величины.

Предложено устройство для неразрушающего контроля площади поперечного сечения протяженных ферромагнитных объектов (RU 2204129 С2, РФ, МПК 7 G 01 N 27/82), которое содержит намагничивающий узел в виде магнитопровода с расположенными на его концах магнитными полюсами (постоянными магнитами), обращенными к каналу для прохождения контролируемого объекта, измерительный узел в виде расположенного между полюсами намагничивающего узла магнитопровода и магниточувствительных датчиков, которые подключены к блоку обработки сигналов магниточувствительных датчиков. Магнитопровод измерительного узла выполнен состоящим из трех элементов, расположенных вдоль оси канала для прохождения контролируемого объекта, из которых два крайних одинаковы и установлены симметрично и с зазором относительно среднего элемента, а магниточувствительные датчики измерительного узла установлены попарно на линии, параллельной оси канала, существующего для прохождения контролируемого объекта, в зазорах между средним и крайними элементами магнитопровода измерительного узла.

Недостатком описанного устройства является высокая погрешность контроля потери сечения объекта контроля, вызванная тем, что измерение потери сечения ведется путем их суммирования, и при наличии локального дефекта будет зафиксировано изменение сечения объекта контроля, не соответствующее истинному, из-за влияния поля рассеяния, возникающего в области локального дефекта при насыщении материала стального каната при его продольном намагничивании и приводящего к искажению информации о реальной потере сечения.

Известно устройство (DE 19601707 А1, ФРГ, МПК G 01 N 27/83), которое содержит намагничивающий узел в виде магнитопровода с расположенными на его концах магнитными полюсами (постоянными магнитами), обращенными к каналу для прохождения контролируемого объекта, и расположенные под полюсами магниточувствительные датчики. Выходы магниточувствительных датчиков подключены к блоку обработки сигналов датчиков.

К недостаткам этого устройства можно отнести то, что измерение потери сечения ведется путем регистрации сигналов датчиков Холла, установленных под полюсами намагничивающего узла, и при этом магнитная индукция, которую они измеряют, нелинейно зависит от положения ферромагнитного объекта, что затрудняет калибровку и соответственно приводит к существенной погрешности измерения данной величины.

Задача технического решения направлена на повышение точности контроля площади поперечного металлического сечения стального каната.

Поставленная задача решается путем продольного намагничивания участка стального каната до состояния магнитного насыщения с помощью постоянных магнитов и магнитопровода и измерения параметра части намагничивающего потока между одинаковыми и симметрично расположенными частями магнитопровода. Изменение намагничивающего потока пропорционально изменению поперечного металлического сечения стального каната. Для определения площади его поперечного металлического сечения результаты измерений суммируют в двух точках, симметрично расположенных.

Заявленный способ может быть осуществлен с помощью устройства для контроля площади поперечного металлического сечения стальных канатов, которое включает в себя постоянные магниты, магнитопровод для создания и подвода магнитного потока к стальному канату. Последний состоит из двух частей, расположенных симметрично, установленных с зазором, который вместе с пазами, расположенными на торцевых поверхностях, обращенными к зазору, служит для установки магниточувствительных датчиков и позволяет получить линейное распределение магнитных потоков через них. Наличие пазов позволяет ослабить влияние воздушного зазора на магнитный поток, осуществляющий намагничивание стального каната. Выходы магниточувствительных датчиков подключены к регистрирующей аппаратуре, включающей в себя блоки нормирования сигналов, обработки и отображения результатов.

На чертеже показан общий вид устройства, реализующий предложенный способ.

Устройство для контроля поперечной металлической площади стального каната 1 включает в себя постоянные магниты 2, магнитопровод 3 для создания и подвода магнитного потока 4 к стальному канату 1. Последний состоит из двух частей, расположенных симметрично, установленных с зазором 5, который вместе с пазами 6, расположенными на торцевых поверхностях, обращенными к зазору 5, служит для установки магниточувствительных датчиков 7 и позволяет получить линейное распределение магнитных потоков через них. Наличие пазов 6 позволяет ослабить влияние воздушного зазора 5 на магнитный поток 4, осуществляющий намагничивание стального каната 1. Выходы магниточувствительных датчиков 7 подключены к регистрирующей аппаратуре 8, включающей в себя блоки нормирования сигналов, обработки и отображения результатов.

Материал участка стального каната 1 продольно намагничивают до состояния магнитного насыщения с помощью постоянных магнитов 2, создающих магнитный поток 4, и магнитопровода 3, который состоит из двух частей, расположенных симметрично, и установлены с зазором 5. На поверхностях частей магнитопровода 3, обращенных к зазору 5, выполнены пазы 6, предназначенные для установки магниточувствительных датчиков 7, выходы которых подключены к регистрирующей аппаратуре 8, где сигналы с магниточувствительных датчиков 7 поступают в блок нормирования сигналов, показания которого передаются на блок обработки и отображения результата.

Подготовка устройства для контроля поперечного металлического сечения осуществляется в два этапа.

На первом проводят измерение индукции магнитного поля без стального каната и фиксируют полученное значение, регистрируя точку "потеря сечения - 100%". На следующем производят установку в устройство стального каната с номинальным поперечным сечением, и показания магниточувствительных датчиков заносятся в регистрирующую аппаратуру.

В результате выполненной калибровки известны показания магниточувствительных датчиков, соответствующие потере сечения стального каната 100 и 0%, что позволяет проводить контроль потери металлического сечения стального каната.

При контроле состояния поперечного металлического сечения стальных канатов устройство осуществляет перемещение относительно него, и производится измерение потери сечения стального каната по его длине. Синхронизация показаний по длине осуществляется при помощи датчика длины, технические решения для которого широко известны и поэтому не приведены.

Предлагаемое техническое решение позволяет увеличить точность и достоверность контроля поперечного металлического сечения и тем самым повысить безопасность эксплуатации стальных канатов.

1. Способ определения площади поперечного металлического сечения стального каната, заключающийся в продольном намагничивании стального каната с помощью постоянных магнитов и магнитопровода до состояния насыщения, измерении параметров магнитного потока в двух симметрично расположенных точках, а для определения изменения поперечной площади результаты суммируют, отличающийся тем, что измеряют параметры части намагничивающего потока между одинаковыми и симметрично расположенными частями магнитопровода, после чего по выполненной калибровке известных показаний магниточувствительных датчиков, соответствующих потере сечения стального каната 100 и 0%, проводят контроль потери металлического сечения стального каната.

2. Устройство для контроля поперечной металлической площади стального каната, состоящее из постоянных магнитов, магнитопровода, магниточувствительных датчиков, подключенных к регистрирующей аппаратуре, включающей в себя блоки нормирования сигналов, обработки и отображения результатов, отличающееся тем, что магнитопровод состоит из двух одинаковых и симметрично расположенных частей, которые установлены с зазором, причем на торцевых поверхностях частей магнитопровода, обращенных к нему, выполнены пазы, в которые установлены магниточувствительные датчики.