Устройство для контроля механических напряжений

Устройство для контроля механических напряжений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(„>896537

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 28.05.80 (21) 2930050/25-28 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 07.01.82. Бюллетень № 1

Дата опубликования описания 07.01.82 (5i) М. Кл.

G О! N 27/90

Государстеенный комитет (53) УДК 620.179.. 14 (088.8) ло делан изобретений и открытий вторы (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

МЕХАНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИИ

Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля, в частности для измерения механических напряжений.

Известно устройство, содержащее три

П-образных магнитопровода с общей намагничивающей обмоткой и раздельными измерительными обмотками, два магнитопровода расположены под прямым углом один к другому, а третий расположен под углом

45 или 135 к первым двум, и его измерительная обмотка включена дифференциаль:но с измерительными обмотками первых двух тО магнитопроводов (1) .

Недостатком этого устройства является низкая достоверность контроля, вследствие наличия зазора между магнитопроводом и изделием, а также влияния магнитного поля магнитопровода на измерительный сигнал.

Известно также устройство для контроля механических напряжений, содержащее магнитную систему и размещенные на ней измерительную и намагничивающую обмотки, магнитная система выполнена в виде концентрично расположенных кольцевого и стержневого магнитопровода и ярма, установленного с возможностью поворота вокруг общей оси магнитопроводов, а намагничивающая и измерительная обмотки размещены на стержневом магнитопроводе, кольцевой магнитопровод выполнен магнитоанизотропным с осью легкого намагничивания вдоль его образующей (2).

Вследствие вращения ярма возникают биения и, как следствие, появляются шумы, которые влияют на электрический сигнал измерительной обмотки, что снижает достоверность контроля.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для контроля механических напряжений, содержащее генератор, возбуждающую и измерительные катушки, усилитель и индикатор. Плоскости витков катушек перпендикулярны плоскости витков возбуждающей катушки и все катушки выполнены цилиндрическими (3) .

Достоверность контроля такото устройства низкая, так как при определении величин главных механических напряжений и их направлений, преобразователь необходимо вращать.

Цель изобретения — повышение достоверности контроля.

896537

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для контроля механических напряжений, содержащем генератор, возбуждающую и измерительные катушки, усилитель и индикатор, три измерительные катушки выполнены плоскими спиральными и размещены в одной плоскости так, что центры их лежат на окружности на одинаковом расстоянии друг от друга, возбуждающая катушка выполнена плоской спиральной и расположена так, что ее ось параллельна осям измерительных катушек и проходит через центр указанной окружности, устройство снабжено электронным коммутатором, ко входам которого подключены измерительные катушки, а выход соединен с усилителем и последовательно соединенными схемой запоминания, сумматором, измерителем отношения, включенными между выходом усилителя и индикатором, а второй вход усилителя соединен со вторым входом измерителя отношений.

На фиг. 1 показана схема расположения ZO измерительных и возбуждающей катушек; на фиг. 2 — устройство, структурная схема.

Устройство содержит генератор 1, преобразователь 2, содержащий возбуждающую 3 и три измерительные катушки 4, 5 и 6, усилитель 7 и индикатор 8. Измерительные катушки 4, 5 и 6 выполнены плоскими спиральными и размещены в одной плоскости так, что центры их лежат на одной окружности на одинаковом расстоянии друг от друга, возбуждающая катушка 3 вымол- $g пена плоской спиральной и расположена так, что ес ось параллельна осям измерительных катушек и проходит через центр указанной окружности, устройство содержит электронный коммутатор 9, ко входам которого подключены измерительные катуш- $$ ки, а выход соединен с усилителем 7 и последовательно соединенными схемой 10 запоминания, сумматором 11, измерителем 12 отношения, включенными между выходом усилитечя 7 и индикатором 8, а второй 4О вход усилителя 7 соединен со вторым входом измерителя 12 отношений.

Устройство работает следующим образом.

Когда преобразователь 2 стайится на поверхность контролируемого изделия (не 4$ показано) ток возбуждающей катушки 3 вызывает возникновение вихревых токов в поверхностном слое изделия, величина которого зависит от частоты возбуждения, электропроводности и магнитной проницаемости. Вихревые токи в изделии создают вторичное переменное поле, которое наво-дит в измерительных катушках 4, 5 и 6

ЭДС. При низких частотах определяющее влияние на величину ЭДС оказывает магнитная проницаемость изделия. При нали$$ чии в ферромагнитном материале механических напряжений, обуславливающих магнитную анизотропию, ЭДС в разных измерительных катушках будет разная. В слабых магнитных полях сигналы в измерительных катушках пропорциональны величинам магнитной проницаемости. Поэтому по значениям сигналов в измерительных катушках можно оценить и величины механических напряжений, так как последние определенным образом связаны с изменением магнитной проницаемости.

Сигнал с выхода катушки 4 поступает на электронный коммутатор 9, затем на усилитель 7, а потом на измеритель 12 отношения. Катушки 5 и 6 с помощью электронного коммутатора 9 включаются последовательно согласно и последовательно встречно. Сигналы с этих катушек поступают через электронный коммутатор 9 на усилитель 7, затем на схему 10 запоминания и на сумматор 11, где они складываются и вычитаются. Результирующий сигнал с сумматора 11 поступает на измеритель 12 отношения, где уже находится опорный сигнал с катушки 4. На измерителе 12 отношения производятся соответствующие операции, которые дают величины главных механических напряжений 6, и, угол . между выбранным направлением и направлением главных механических напряжений

6, или 6z

Если изделие не содержит механических напряжений, то в измерительных катушках преобразователя 2 индуцируются одинаковые величины сигналов и индикатор 8 IIGкажет отсутствие анизотропии. Если же изделие содержит меха н ические напряжения, то величины сигналов в измерительных катушках будут не одинаковыми и индикатор 8 покажет угол с и величины главных механических напряжений. Для того чтобы найти значения главных напряжений, а также их направление, можно воспользоваться уравнениями, которые получаются из известных формул.

2 О, - (, + — .

Az (6, ° 66,>> пенные по сигналам в измерительных катушках 4, 5 и 6.

Из формул (1)и(2) видно, что для определения угла . и величин главных механических напряжений достаточно знать сумму и разность сигналов измерительных катушек 5 и 6, а также сигнал с катушки 4.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет определять главные механические напряжения и их направление без вращения катушек.

Формула изобретения

Устройство для контроля механических напряжений, содержащее генератор, возбуждающую и измерительные катушки, уси896537

Составитель А. Федоров

Текред А Бойкас Корректор Г. Назарова

Тираж QfP. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП <<Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор И. Тыкей

Заказ 1689/33 литель и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, три измерительные катушки выполнены плоскими спиральными и размещены в одной плоскости так, что центры их лежат на окружности на одинаковом расстоянии друг от друга, возбуждающая катушка выполнена плоской спиральной и расположена так, что ее ось параллельна осям измерительных катушек и проходит через центр указанной окружности, сстройство снабжено электронным коммутатором, ко входам которого подключены измерительные катушки, а выход соединен с усилителем и последовательно соединенными схемой запоминания, сумматором, измерителем отношения, включенными между выходом усилителя и индикатором, а второй вход усилителя соединен со вторым входом измерителя отношения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 373513, кл. G 01 L 1/12, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР № 641287, кл. G 01 N, 27/86, 1979.

3. Авторское свидетельство СССР № 249019, кл. G 01 N 27/86, 1969 (прототип) .