Вихретоковый преобразователь

Вихретоковый преобразователь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советски к

Социапистическии

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ж

М

< 5 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22)Заявлено 19.10.79 (21) 2832364/25-28

3 (51)М. Кл. с присоединением заявки М

G 0l И 27/90

63аударатоеииый комитет

СССР (23) Приоритет

Опубликовано15.07.81 ° Бюллетень ¹ 26 ио делам изобретений и отирытнй (53) УДК620.179.,14(088.8) Дата опубликования описания25.07.81

Куйбьппевский Ордена Трудового Красного ени и т,,,-,, авиационный институт им. акад. С.П.Королева (71) Заявитель (54) ВИХРЕТОКОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к контроль- но-измерительной технике и может быть использовано для дефектоскопии . электропроводящих изделий, измерения зазора между изделием и преоб— разователем, измерения степени и стороны углового смещения поверхности изделия относительно преоб-! разователя.

Известен бесконтактный вихретоковый преобразователь, содержащий диэлектрический сердечник, токовую обмотку, выполненную в виде двух встречно-включенных полуббмоток, измерительную обмотку, расположенную симметрично относительно токовой обмотки 11).

Такой преобразователь дает возможность измерить степень угловых перемещений изделия и зазор между преобразователем и изделием, но не позволяет определить направление ут лового перемещения и наличие локальных дефектов. Кроме того, значитель2 ные поля рассеяния ухудшают помехзащищенность преобразователя.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является вихретоковый.преобразователь, содержащий замкнутый магнитопровод со щелью и пазами, выполненными на внешней боковой поверхности магнитопровода на одинаковом расстоянии с двух сторон щели, параллельно ей, уложенную в пазы измерительную об мотку и .симметрично относительно щели токовую обмотку (2 ).

Преобразователь дает возможность контролировать малоразмерные дефект5 ты и измерять степень и направление. углового перемещения в плоскости замкнутого магнитопровода, но к угловым перемещениям в плоскости перпендикулярной плоскости замкнутого магнитопровода, он не чувствителен.

Цель изобретения — повышение надежности и расширение диапазона контролируемых изделий.

84718

Преобразователь в процессе контроля располагается вблизи поверхности контролируемого изделия 12. Преобразователь включен в схему, которая содержит высокочастотный генератор

13, усилители 14 и 15, имеющие основной и корректируемые входы, осциллограф 16, диод 17, ограничитель

18, пропускающий только напряжение, превьппающее заданный уровень, усилители 19 и 20, дифференциальные усилители 21 и 22, стрелочный индикатор

23, индегратор 24 с малой постоянной времени для выдепения огибающей выпрямленного высокочастотного напряжения, индикатор 25 с большой постоян-.

45 ной времени цля выделения среднего уровня огибающей, индикатор 26, индикатор 27 "перекос+дефект".

Токовая обмотка возбуждает,в магнитопроводе 1 магнитный поток Ф, (изображенный пунктиром), который в результате перепада магнитного сопротивления в области щели 2 выпучивается в сторону контролируемого изделия

12. При отсутствии изделия, а также при установке его поверхности перпендикулярно оси симметрии преобразователя, магнитный поток Ф выпучивается симметрично относительно щели

Указанная цель достигается тем, что преобразователь снабжен дополнительной измерительной обмоткой, состоящей из двух встречно включенных полуобмоток, магнитопровод выполнен

С-образным, на внешней его поверхности симметрично от краев и перпендикулярно щели выполнен дополнительный паз, в котором напротив щели имеется сквозное отверстие, а допол- 10 нительная измерительная обмотка уложена в дополнительном пазу и проходит через щель и сквозное отверстие.

На фиг. 1 представлена конструкция преобразователя; на фиг. 2 - то же в 15 разрезе; на фиг. 3 — расположение измерительных обмоток относительно контролируемого электропроводящего изделия; на фиг, 4 — блок-схема включения преобразователя, 20

Преобразователь содержит С-образный магнитопровод 1, со щелью 2, пазы 3 и 4, дополнительный паз 5, отверстие 6, токовую обмотку 7, первую измерительную обмотку 8, вторую 25 измерительную обмотку 9, состоящую из двух встречно-включенных полуобмоток 10 и 11.

4. и пересекая первую измерительную обмотку 8 в двух противоположных направлениях, наводит в ней ЭДС разных знаков, одинаковых амплитуд, которые взаимно компенсируются. При угловом перемещении изделия 12 симметричность выпученного магнитного потока разрушается,и в измерительной обмотке 8 наводятся ЭДС разных знаков и разных амплитуд. Суммарное напряжение на выходе первой измерительной обмотки 8 равно

1» =М k p cos wcas wt где Ч вЂ” максимальное напряжение рас ИЛ согласования на первой измерительной обмотке 8; — коэффициент пропорциональности; — угол между осью симметрии

Х преобразователя и нормалью к поверхности изделия 12 в точке контроля. с1. — угол между осью Z и проекцией на плоскость Z. нормали к поверхности иэделйя 12 в точке .контроля; — частота питания токовой обмотки 7.

Магнитный поток ф, возбуждаемый в магнитопроводе 1 токовой обмоткой 7, не пересекает вторую измерительную обмотку 9, и ЭДС в ней не наводится.

При установке поверхности изделия 12 перпендикулярно оси симметрии Х преобразователя вследствие симметричности русел вихревых токов, наводимых в изделии относительно этой оси, тангенциальные составляющие магнитного поля вихревых токов не пересекают вторую измерительную обмотку 9 и не наводят в ней ЭДС. При угловом перемещении изделия 12, симметричность русел вихревых токов относительно X нарушается, тангенциальные составляющие магнитного поля вихревых токов пересекают полуобмотки второй измерительной обмотки 9, и наводят в них

ЭДС. За счет встречного включения полуобмоток 10и 11, ЭДС, наведенные в них, складываются с одинаковой полярностью. Суммарное напряжение на выходе второй измерительной обмотки 9 равно:

Q+=U k pj-s in icos wt, мп %ц где / — максимальное напряжение рассогласования на второй измерительной обмотке 9.

Формула изобретения

Вихретоковый преобразователь, содержащий замкнутый магнитопровод со щелью и пазамй, выполненными на внешней боковой поверхности магнитопровода на одинаковом расстоянии с двух 2s сторон щели, параллельно ей, уложенную в пазы, измерительную обмотку и симметричную относительно щели токовую обмотку, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, сцелью повышения на зя дежности и расширения диапазона контролируемых изделий, он снабжен до-. полнительной измерительной обмоткой, состоящей иэ двух встречно включенных полуобмоток, магнитопровод выполнен С-образным, на внешней его поверхности симметрично от краев и перпендикулярно щели имеется сквозное отверстие, а дополнительная измерительная обмотка уложена в дополнитель4о ном пазу и проходит через цель и сквозное отверстие.

Источники информации, . принятые во внимание при экспертнзе

5 . 847

Кроме того, напряжение на выходе измерительных обмоток 8 и 9 появляются при наличие в зоне контроля дефекта, так как дефект также нарушает симметрию русел вихревых токов от5 носительно оси симметрии Х преобразователя. Вносимое в токовую обмотку 7 полное сопротивление функционально определяется зазором 11 между преобразователем и изделием 12, а так же изменяется при возникновении дефекта в .зоне контроля. Изменение вносимого полного сопротивления приво- . дит к модуляции амплитуды высокочастотного напряжения, подводимого к токовой обмотке 7 с генератора 13При угловых перемещениях изделия 12 относительно преобразователя на экра/ не осциллографа 16 виден луч в виде линии. Длина определяется углом ( а угол ее наклона — углом + На вход Z осциллографа 16 подают положительные полупериоды высокочастотного напряжения, снимаемого с токовой обмоткой 7, они модулируют половину линии на яркость. Одновременно их амплитуда изменяется в функции от зазора между. преобразователем и изделием 12, следовательно, и яркость меняется в функции от зазора, Кроме:того модуляция .по яркости половины линии позволяет разрешить неоднозначность в определении стороны углового перемещения изделия 12 (угол gL). Для удобства измерения длины и угла поворота линии, на экране,осциллографа нанесена градиурованная сетка. На корректирующие входы усилителей 14 и 15 подается напряжение, амплитуда которого изменяется в функции между преобразова-. телем и изделием 12. Это позволяет значительно уменьшить погрешность измерения углового перемещения изделия 12 при вариации зазора, который 4s контролируется по стрелочному индикатору 23. С помощью дифференциального усилителя выделяются скачки огибающей, возникающие при появлении

182 з в зоне контроля дефекта. Сигнализация о наличии дефекта осуществляется индикаторами 26 и 27.

Преобразователь позволяет одновременно измерить зазор между преобразователем и изделием, измерить степень и направление углового перемещения изделия, выявить дефекты, появляющиеся в зоне контроля в результате сканирования преобразователем.

Кроме того, появление дефекта в зоне контроля вызывает, скачок напряжения как на токовой, так и на измерительных обмотках, что понижает вероятность пропуска дефекта.

1. Авторское свидетельство СССР

У 496459, кл. G 01 И 27/86, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

В 577449, кл. G 01 N 27/86, 1978 (прототип).

847l82 б МРфФзФАчврлу

ВНИИПИ Заказ 5475/69

Тираж 907 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4