Блок вихретоковых проходных преобразователей

 

БЛОК ВИХРЕТОКОВЫХ ПРОХОДНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ по авт. св. 729500 отличающийся тем, что, с целью повышения производительности контроля путем использования динамического режима, измерительные катушки выполнены переменной длины, значение которой определяют в зависимости от размеров их поперечного сечения по выражению h 5,2г, 1,2г, тин остальные размеры измерительных катушек определяются из соотношений О --- 0,1; I It., мин где h - половина искомой длины измерительной катушки; г - эквивалентный средний радиус измерительной катушки, равновеликой по площади поперечного сечения круговой о - тол1анна намотки измерительной катушки; з«ин зкюис эквивалентные средние соответственно минимальный и мак симсшьный радиусы измери-а s тельных катушек.. ,.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) 3(51) G 01 N 27/90

5,2гэ иии 1 2rý

Х рмакс

Х ь --- -- 4, r3MhИ где h

Э

ЭМИН " э макс

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 729500 (21) 3402367/25-28 (22) 16.02.82 (46) 23.06.84 . Бюл. )) 23 (72) И.В.Мельников н E.H.Ñåìåíîâ (71) Минский филиал Всесоюзного научно-исследовательского конструкторско-технологического института подшипниковой промышленности (53) 620.179.14(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

)) 729500, кл. G 01 N 27/90, 1977 (прототип) . (54) (57) БЛОК ВИХРЕТОКОВЫХ ПРОХОДНЫХ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ по авт. св .)) 729500 отличающийс ятем,что,с целью повышения производительности контроля путем использования динамического режима, измерительные катушки выполнены переменной длины, значение которой определяют в зависимости от размеров их поперечного сечения по выражению остальные размеры измерительных катушек определяются из соотношений половина искомой длины измерительной катушки; эквивалентный средний радиус измерительной катушки, равновеликой по площади поперечного сечения круговой; ф толщина намотки измерительной катушки) эквивалентные средние соот- С ветственно минимальный и мак симальный радиусы измери-а а тельных катушек.

1099 26 8

5< 2х3 т„п остальные размеры измерительных катушек определяются из соотношений

0 c. ---- 6 0 1 °

9

ram x

I с ----- - с 4

Г гут г (3) где h — половина искомой длины измерительной катушки;

r — эквивалентный средний радиус

7 P измерительной катушки, равновеликой по площади поперечного сечения круговой; толщина намотки измерительной катушки; г . и этан г „ — эквивалентные средние, соот ветственно минимальный и максимальный, радиусы изме- 60 рительных катушек, используе мых в блоке.

Выполненный таким образом блок пре. образователей обеспечивает равенство предельно допустимых скоростей движе

Изобретение относится к неразрушаю щему контролю структурного состояния изделий с большим раэмагничивающим фактором в динамическом режиме.

По основному авт. св,Р 729500 известен блок проходных преобразователей, содержащий обмотку возбуждения и соосно установленные, индуктивно связанные с ней измерительные обмотки, причем последние выполнены с проходными полостями различных диа метров и разнесены на расстояния меж ду их продольными осями, превышающие суммы радиусов периметров их попереч ных сечений )1) .

Однако производительность контро- 15 ля известным блоком при его использовании в динамическом режиме недостаточна, поскольку при изменении

Типов объектов контроля и для предотвращения связанных с таким режимом 70 испытаний динамических погрешностей необходимы дополнительные затраты времени на регулировку их скорости движения (или изменения частотных характеристик измерительного тракта структуроскопа), При этом уменьшение скорости объектов также приводит к снижению производительности.

Целью изобретения является повышение производительности контроля эа счет использования динамического режима.

Эта цель достигается тем, что в блоке вихретоковых проходных преобразователей измерительные катушки выполнены переменной длины, значение которой определяют в зависимости от размеров их поперечного сечения по следующему выражению ния объектов контроля, включая объекты как минимального, так и максимального размеров, При этом предельные скорости движения объектов контроля меньших размеров возрастают по сравнению со скоростями, допустимыми при использовании известного блока, за счет чего производительность контроля увеличивается. Равенство ширины спектров выходных сигналов любой из измерительных катушек, входящих в блок, обеспечивает их информативное согласование с шириной полосы пропускания канала обработки сигналов блока, и поэтому не снижает точности к он трол я .

На фиг, 1 представлена измеритель. ная катушка с минимальными поперечны ми размерами; на фиг, 2 — то же, со средними поперечными размерами; н а фиг, 3 - то же, с максимальными поперечными размерами; на Фиг. 4 — зависимости ширины спектров огибающих сигналов блока преобразователей с измерительными катушками различной длины от обобщенного параметра равного отношению радиусов измерительных катушек к скорости движения контролируемых объектов (; = г /v) при движении через измерительные катушки с круговым поперечным сечением ферромагнитного шара, Блок содержит одну намагничивающую катушку (не показана) и соосно установленные в ее внутренней полости, индуктивно связанные с ней измерительные катушки 1. Последние могут быть выполнены с проходными по лостями 2-4 различных диаметров (фиг. 1-3) и разнесены на расстояния между их продольными осями, превышаю. щие суммы радиусов периметров их поперечных сечений. Форма окна измерительных катушек может быть произволь. ной в зависимости от формы контролируемых изделий. В этом случае поперечные размеры измерительной катушки можно охарактеризовать с помощью эквивалентного среднего радиуса r совпадающего со средним радиусом кру. говой измерительной катушки такого же поперечного сечения.

Измерительные катушки, входящие в блок, имеют переменную длину, значение которой уменьшается по мере увеличения r катушек и выбирается исходя из равенства между собой ширины спектров сигналов каждой измерительной катушки при равенстве скоростей движения объектов различных раз— меров. Укаэанные условия обеспечивают определение длины катушек по выраже нию (1), что подтверждается соответствующими зависимостями (фиг. 4) .

Кривая 5 соотвествует й/rs = 0,05; кривая 6 — 0 5. кривая 7 — 1 0 кривая 8 — 1,5; кривая 9 †. ?,0; кривая

1099268

10 — 2,5; кривая 11 — 3,0; . кривая

12 — 3,5; кривая 13 — 4 0..

Иэ чертежа видно, что при выполнении условия Р = aF< получаем для предельных соотношений измерительных катушек hma /rm; = 4,0; h .n/г а,=

О, 05 следующее равенство

UmaÄ /Чв „ г„,д„ / (4г„„„) .

Из этого вытекает, что диапазон допустимых скоростей движения объектов контроля сужается за счет повышения

его нижней границы в 4 раза, Это приводит к возможности контроля с равными скоростями, следовательно, с l5 одинаковыми производительностями объектов, размеры которых отличаются до 4 раз. Исходя из этого максимальный и минимальный размеры поперечных сечений измерительных катушек, входящих в блок, должны отличаться не более чем в 4 раза (см.выражение (2))

Выполнение измерительной катушки с

h „/г ;„ 4,0 не приводит к существенному росту предельно допустимых скоростей движения объектов, в то время как чувствительность блока снижается. Длина измерительных катушек,занимающих промежуточное положение между предельными и определенные З( из приведенных зависимостей (фиг. 4) совпадают с протяженностями, полученными из соотношения (1) .

Ограничения на толщину слоя намотки 8 измерительной катушки обусловлены двумя факторами . Один из них связан с возможностью практической реализации катушки, а второй — с увеличением допустимого расстояния между сложными объектами контроля при увеличении S из-за необходимости 40 снижения их взаимного влияния на результаты контроля. Указанный предел изменения 8 реальный для практического выполнения катушки и не приводит к существенному увеличению расстояния между смежными контролируемыми деталями.

Блок. вихретоковых проходных преобразователей функционирует следую- щим образом.

Ток, проходящий через намагничивающую катушку, создает в проходных полостях 2-4 соответственно измерительных катушек 1 электромагнитное поле. Его параметры определяются электромагнитными свойствами объекта контроля, движущегося с определенной скоростью через проходное отверстие измерительной катушки. Ее поперечные размеры выбраны наиболее близко к поперечным размерам объекта контроля. Скорость движения объектов выбирается из расчета допустимых динамических погрешностей. ЭДС измерительной катушки сигнализирует о свойствах объекта контроля. При изменении типоразмера контролируемого объекта достаточно без изменения режима намагничивания, скорости движения объектов и ширины полосы пропускания канала обработки сигналов блока преобразователей выбрать другую измерительную катушку, входящую в блок, из расчета максимального коэф фициента заполнения.

При необходимости контроля изделий, поперечные размеры которых отличаются более четырех раз, изготавливают другой блок преобразователей по аналогичному алгоритму, но с другими исходными.

Использование изобретения обеспечивает по сравнению с известным блоком повышение производительности контроля за счет повышения предельно допустимой скорости движения контролируемых изделий и сокращения затрат на перестройку блока при его совместной работе со структуроскопом.

1099268

4 ъ ес

Я у

9 Ч

«3 7

3„5

Ъ у

zo зп

05а5щенный .параметр. > Ю с фигЯ

ВНИИПИ 3акаэ 4365/37 . Тираж 823 Поддисное

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