Преобразователь для измерения магнитной анизотропии ферромагнитных материалов

Преобразователь для измерения магнитной анизотропии ферромагнитных материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИС

И ЗОБ Р-Е

К АВТОРСКОМУ (61) Дополнительное к а (22! Заявлено 24.О6 75 с присоединением заявк (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.0 (45) Дата опубликовани

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий (72) Авторы изобретения

Н. А, Матюкевич, А. В. Рамейко и B. Л. Франюк

Отдеп физики неразрушающего контропя ЛН БССР (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНОЙ

АНИЗОТРОПИИ ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИЛ ЛОВ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике.

Известны преобразователи для измерения магнитной анизотропии, основанные на определении разности магнитной проводимости контролируемого изделия в двух взаимно-перпендикулярных направлениях (1). Они содержат два расположенных под прямым углом один к другому магнитопровода с общей намагничивающей обмоткой и двумя или четырьмя измерительными. Известные преобразователи дают полные сведения об анизотропии контролируемого изделия лишь при повороте преобразователя относительно своей оси симметрии, что затрудняет процесс измерения или делает его невозможным, особенно для изделий с неплоской формой поверхности.

Известны также преобразователи, содержащие три П-образных магнитопровода с оошей намагничивающей и с раздельными измерительными обмотками, расположенными на каждом из трех магнитопроводов, причем два магнитопровода размещены под прямым углом один к другому, а третий расположен нод углом 45 или 135 к первым двум (2).

Измерение магнитной анизотропии производят следующим образом. Измеряют разность двух сигналов с взаимно-псрнендикулярных магнитопроводов, а затем одного из ncpBhIx и другого, расположенного под углом 45 или 135" к нему.

Преобразователь весьма прост в изготовлении и обращении и и зволяет по двум измеГ рениям рассчитывать, например, величину и направление главных напряжений. Однако его показания зависят от зазора и, ос бенно. перекоса относительно поверхности контролируемого изделия, что вызывается сильным влиянием зазора на магнитосопротивленнс магнитопровода. Контролировать же перекос или зазор известным преобразователем невозможно, потому что все три измерительные обмотки в бщем случае дают на анизотропном материале разные показания.

Другим недостатком известного преобра ователя явпяется сильное взаимное влияние Iloказаний измерительных обмоток, так как, например, значительное увеличение магнитной проводнмости в одном направлении увеличивает магнит ный поток в этом направлении и уменьшает в другом. Этот недостаток обусловлен наличием общей намагничиваюшей обмотки для всех трех магнитопроводов, в силу чего магнитный поток расходится по всем трем на25 правлениям.

603890

Кроме того, о степени анизотропии контролируемогo .изделия судят по сигналу преобразователя, предварительно протарированного на образце с известной анизотропией, обладаю цем идентичными магнитными свойствами с контролируемым изделием. Однако разные участки изделия отличаются неоднородностью магннпгных свойств, что вызывает дополнительную, часто очень большую погрешность измерения.

Целью изобретения является повышение точ- >о ности измерения путем уменьшения влияния на сигнал преобразователя его перекоса относительно поверхности измеряемого изделия и взаимного влияния измерительных обмоток.

Для этого предлагаемый преобразователь снабжен коммутатором, магнитная система выполнена в виде многолучевой крестовины, образованной из П-образных магнитопроводов с общим центральным стержнем в их пересечении, измерительная обмотка размещена на цеllтральном стержне, а намагничивающие ooMQT- 20 ки размещены на каждом из стержней магнитной системы и соединены с коммутатором.

На фиг. представлен один из четырех магннтопроводов, à иа фиг. 2 — магнитная система преобразователя, вид снизу.

Преобразователь состоит из четырех П-образных магнитопроводов 1 с общим центральным стержнем 2. Возможна конструкция преобразователя и из трех магнитопроводов, однако тогда несколько усложняется расчет напряженного состояния, например значений глав ных напряжений. Магнитопроводы расположены под одинаковыми углами один относительно другого. На общем центральном стержне размещены измерительная 3 и намагничивающая 4 обмотки. Измерительная обмотка 3 соединена с индикатором 5, в качестве которого 35 при питании датчика напряжением переменного тока может служить ламповый вольтметр, а при питании его напряжением постоянного тока — баллистический гальванометр или веберметр.

На каждом из крайних восьми стержней размещены по одной идентичной намагничиваюшей обмотке 6. Эти крайние намагничиваюшие обмотки каждого из магнитопроводов периодически коммутируются между собой, обеспечивая при помощи коммутатора 7 то встречное, то согласное включение и соединяются с источником 8 переменного или постоянного тока.

Встречное включение необходимо для выявления возможного перекоса датчика относительно контролируемой поверхности -изделия в плоскости данного магнитопровода. При перекосе потоки, создаваемые каждой намагничивающей обмоткой, в силу изменения магнитосопротивления будут неодинаковыми и, в результате, в измерительной обмотке центрального стержня будет наводиться некоторая ЭДС, По величине этого сигнала легко можно судить о степени перекоса и устранять его. Анизотропию измеряют при встречном включении намагничивающих обмоток двух магнитопровоцов, при этом намагничивающие обмотки каждого из магнитопроводов, принимающих учас- 60 тие в измерении, соединены согласно. При наличии анизотропии потоки, проходящие через центральный стержень, будут различными для двух направлений расположения данных магнитопроводов. Так как магнитные потоки проходят только через выбранные два направления, взаимное влияние всех остальных магHHтопроводов сводится практически к нулю.

В случае, если возможно изменение зазора между преобразователем и поверхностью измеряемого изделия, то для его контроля намагничивающая обмотка центрального стержня периодически подключается коммутатором 7 к источнику питания. При этом отключаются все другие намагничивающие обмотки. При изменении зазора меняется и сигнал, снимаемый с измерительной обмотки центрального стержня, величина которого зависит лишь от общего магнитосопротивления контролируемого участка изделия, включая магнитосопротивление за- . зора и, как показали исследования, практически не зависит от анизотропии контролируемого изделия. При известном зазоре, например нулевом, возможен контроль идентичности магнитных свойств измеряемого изделия и эталона.

Измерение магнитной анизотропии предлагаемым преобразователем осуществляют следук>щим образом.

Помещают преобразователь на поверхность измеряемого изделия. Обеспечивают известный зазор между преобразователем и изделием.

Подключая питание к намагничиваюшей обмот ке центрального стержня и отключая все другие намагничивающие обмотки, по величине

ЭДС, снимаемой с измерительной обмотки, судят об идентичности контролируемого изделия н предварительно исследованного эталона с известной анизотропией. Включая затем крайние намагничиваюшие обмотки одного из магнитопроводов встречно и отключая намагничивающую обмотку центрального стержня, регистрируют наличие или отсутствие перекоса преобразователя в плоскости данного магнитопровода, затем второго, третьего и четвертого магнитопроводов. Практически достаточно контролировать возможный перекос в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях.

При отсутствии перекоса у всех магнитопроводов крайние намагничиваюшие обмотки каждого магнитопровода соединяют согласно.

Выбирается одной из направлений, т. е. один магнитопровод. Его обмотки включают встречно с обмотками другого какого-либо магнитопровода и измеряют сигнал, снимаемый с измерительной обмотки. Затем поступают аналогично со вторым, третьим и четвертым магнитонроводами. Полученные три результата измерения дают полную характеристику величины и характера магнитной анизотропии контролируемого изделия.

Возможность контроля изменения зазора между поверхностью измеряемого изделия и . преобразователем, выявления и устранения возможного перекоса преобразователя относительно изделия, выявление участков изделия с магнитными характеристиками, аналогичными предварительно протарированному эталону, и

603890

Формула изобретения г

Фиг >

Фиг г

Составитель И. Кесоян

Техред О. Луговая Корректор И. Гоксин

Тираж 1112 Подписное

Редактор Э. Пятигорский

Заказ 2060135

11Н11ИПИ Госу гирста illli>lo комн>«та Сов«тг> Ми»и«тров СССР

ii(> делан нвос>рет«I- нй ll открытий

1 l 3005, Москва, Ж-, 35, Рауки«кая нао. д. 4;5

Филиал 1I!1Ï «Пат >IT», г. Ужгоро .т, ул. Про«к > ная. 4 отсутствие взаимного влияния магнитопроводов друг на друга значительно повышают точность измерения.

Преобразователь для измерения магнитной анизотропии ферромагнитных материалов, содержащий многополюсную магнитную систему и размещенные на ней измерительную и намагничивающие обмотки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения путем уменьшения влияния на сигнал преобразователя его перекоса относительно поверхности измеряемого изделия и взаимного влияния измерительных обмоток, он снабжен коммутатором, магнитная система выполнена в виде многолучевой крестовины, образованной из П-образных магнитопроводов с общим центральным

5 стержнем в их пересечении, измерительная обмотка размешена на центральном стержне, а намагничиваюшие обмотки размешены на каждом из стержней магнитной системы и соединены с коммутатором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Гуманюк Н. М., Магнитоупругие датчики в автоматике, Киев, 1972, с. 67.

2. Авторское свидетельство СССР № 3735! 3, кл. G Ol 1. 1/12, 1973.