Магнитоиндукционный преобразователь для дефектоскопии

Магнитоиндукционный преобразователь для дефектоскопии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ()989455

Ф.ю. г (61 ) Допол интел ьное к а вт. с внд-ву (22) 3à »WHO 20.07.81 (2! ) 3322421/25-28 (5! )М. Кл.

Q0I М 27/90 с присоединением заявки №

Гесуюарствеккмй комитет (23) Приоритет

СССР

Опубликовано 15.01.83. Бюллетень № 2

Дата опубликования описания 15.01.83 ие делам изобретений и втквмтий (53) УД К620. . 141. 14 (088.8) . *.... 6:е.:(м а, и E. В. Морозов,:- = :,."; л .. .",,, „ и

k

Ордена Трудового Красного ЗнаМени институт физики металлов Уральского научного цейтра АН"-СССР (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) МАГНИТОИНДУКБИОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ДЛЯ ДЕФЕКТОСКОПИИ

Изобретение относится к неразрушаюшим методам контроля иэделий и может быть использовано в машиностроительной и металлургической промышленности.

Известен магнитоиндукционный преобразователь,содержащий неподвижную катушки индуктивности, питаемую переменным током, и вращающийся относительно нее сердечник иэ мягкого ферромагнитного материала (I J .

Недостатком преобразователя являет ся малая пригодность для считывания локальных неоднородных полей дефектов, ввиду малой зоны контроля.

Наиболее близким по технической cym15 ности к изобретению является магнитоиндукционный преобразователь для дефектоскопии, содержащий катушку индуктивности радиусом Д,т и сердечник из магнитомягкого материала, расположенный щ эксцентрично катушке и ус тановленный с воэможностью вращения вокруг ее оси таким образом, ч го оси сердечника и катушки параллельны. Преобразователь

2 имеет расширенную зону контроля, определяемую диаметром . катушки, удобен при считывании магнитных полей рассеяния2).

Недостатком преобразователя является малая чувствительность к- локальным дефектам, обусловленная тем, что при увеличении диаметра катушки (при увеличении зоны контроля) и радиуса окружности перемещения сердечника коэффициент заполнения катушки сердечником получается очень малым. Увеличение диаметра катутпс ки относительно диаметра сердечника приводит к ухудшению соотношения между полезным сигналом и сигналом от дефекта.

Бель изобретения - повышение чувствительности преобразователя.

Эта цель достигается тем, что магнитоиндукционный преобразователь для дефектоскопии, содержащий катушку индуктии ности радиусом Р1 и сердечник иэ .мат нитомягкого материала, расположенный эксцентрично катушке и установленный с воэможностью вращения вокруг ее оси, 989455 ф ит к появлению ЭДС на выходе преобра; ователя. Предположим, что на преобраователь, кроме поля дефекта, действует еременное поле помех, причем оно расределено однородно по площади катушек. огда суммарное поле, действующее на реобраэователь, Н = Й Нп+Н п, где Нполе помех. Пусть в некоторый момент ремени Нп совпадает по направлению

Н . Тогда поток, пронизывающий нутреннюю катушку 4, равен Ф0 --ф +ф„, де ф - поток рассеяния сердечйика;

Ф - магнитный- поток, обусловленный помехами.

Поток, пронизывающий наружную каку 5, равен

Фн=-4"р+ Фй Ф,, где Ф вЂ” поток рассеяния сердечника; фп — магнитный поток помех; ф — магнитный поток самого сердечника, обусловленный полем дефекта.

Поскольк.у: катушки включены встречно, то разность между потоками равна

Ф=Ф„-Фон=-фр+фп+Ф + фр Фи 4=фп

1оскожку И Ря=n Р2

1 1 2 2

Ф Фр, и тогда аф=ф +ф +ф

Таким образом, поле помех полностью исключаетая при встречном включении катушек, и в то же время сигнал от дефекта увеличивается благодаря потоку ф,.

Сигналы, снятые с внутренней катушки при вращении сердечника над областью с дефектом, едва йревышают сигналы от помех. Сигналы от наружной катушки в два раза превышают сигналы помехи, причем сигналы от дефектов для внутренней и наружной катушек смещены по фазе на 180 . В результате при встречном включении катушек сигналы от дефектов складываются, а от помех вычитаются, Использование преобразователя данного типа позволяет повысить помехоустойчивость и чувствительность магнитоиндук цнонных преобразователей. По сравнению с прототипом чувствительность возрастает в 1,5 раза, а помехоустойчивость, по крайней мере, в 2-3 раза.

Формула изобретения

1, Магнитоиндукционный преобразовам тель для дефектоскопии, содеркащий ка-тушку индуктивности радиусом 9< и сер3 снабжен второй катушкой индуктивности д радиусом Й2, установленной концентрич- э но первой и включенной с ней встречно, з а радиус г вращейия сердечника выбран и иэ условия Р,„ < г < Я

5 п

Причем, число витков катушек выбра- T н„К п но иэ условия,, где и. и

П2 й4

n - число витков первоя и второй кату- в

2 шек соответственно. 10

На фиг. 1 показан преобразователь, общий вид; на фиг. 2 - расположение пре- г образователя и изделия с дефектом во время дефектоскопирования.

Магнитоиндукционный преобразователь 5 содержит стержень 1 из немагнитного

TglB материала, укрепленный на валу 2, который соединяется с двигателем (не по. казан). На конце стержня расположен сердечник 3 из магнитомягкого материала.0

Сердечник расположен между двумя ! катушками 4 и 5 (соответственно внутренней 4 и наружной 5) таким образом, что й„< г < R>, где r — радиус вращения сердечника, К„и R2- радиусы внутренней, и наружной катушек. Преобразователь при контроле располагают над изделием 6 с дефектом 7 поверхности.

Преобразователь работает следующим образом.

С помощью двигателя стержень .1 с сердемником 3 приводится во вращение.

Преобразователь помещается на поверхность испытуемого изделия 6 таким образом, что сердечник 3 ориентируется перпендикулярно к поверхности а плоскость витков катушек 4 и 5 - параллельно ей.

Внешнее намагничиваюшее поле Н0 создает в изделии поток индукции, и, если в нем имеется дефект 7, то часть магнитных

40 силовых линий выходит на поверхность и образует поле дефекта. При этом оно имеет две компонентьг нормальную к поверхности образца Н, и тангенциальную. Последняя, поскольку она направ45 лена перпендикулярно к оси сердечника и не оказывает на него влияния ввиду большого размагничиваюшего фактора в этом нап равлении.

При . пересечении сердечником дефекта нормальная компонента его поля Н п

50 намагничивает сердечник вдоль его оси пропорционально Н д. При этом се„дечник образует собственное поле, как показано на фиг. 2. При перемещении сердечника в зоне дефекта Н и изменяется, 55 соответственно изменяется индукция сердечника, его йоле рассеяния, а значит и поток внутри катушек, что приво5 9894М 6 дечник из магнитомягкого материала, рао- тем, что число витков йатушек выбрано положенный эксцентрично катушке и уста- - / 1, новлеиный с возможностью l3p8IIleHHQ вокруг ее оси, отличающийся число витков первой второи катушек тем, что, с целью повышения чувствитель- соответственно. ности, он снабжен второй катушкой ин- Источники информации, дуктииности радиусом R<, установлен- принятые во внимание при экспертизе ной концентрично первой и включенной -с 1. Афанасьев Ю. В. Средсжа измереней встречно, а радиус г вращения сер- ния параметров магнитного поля, Л., (дечника выбран из условия 10 Энергия, 1979, с. 187.

2. Городинский И. А. Магнитные и 2 ° электрические методы испытания метал-.

Й сг<Р

2 Магнитоиндукционный преобразова- лов. М., «Машгиз», 1940, с. 82 (прототель по и. 1, о т л и ч а ю щ и и с я .тип).

Составитель А. Бодров

Редактор К. Волощук Техред О.Неце Корректор О. Билак

Заказ 1 1116/63 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР . по делам изобретений:и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5

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