Дифференциальный вихретоковый преобразователь с температурной компенсацией

 

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ ВИХРЕТОКОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ С ТЕМПЕРАТУРНОЙ КОМПЕНСАЦИЕЙ, содержащий экранирующий корпус, раз .мещенные в нем на торцах установленных с аксиальными зазорами диэлектрических каркасов соосные полесоздающую, измерительную и компенсационные катушки индуктивности , из которых компенсационная и измерительная расположены симметрично с двух сторон полесоздающей и включены между собой последовательно встречно, отличающийся тем, что, с целью повышения чувст8ите.1ьности, он снабжен кольцевыми поясками для крепления каркасов в корпусе , поясок каркаса измерительной катушки установлен в одной с ней плоскости, а пояски каркасов компенсационной и полесоздающей катушек установлены вокруг свободных торцов каркасов, зазоры между соседними поясками вдвое больше зазоров между торцами соотвествующих каркасов с каS тушками, а коэффициент линейного рас (Л ширения материала корпуса вдвое меньше коэффициента линейного расширения материалов каркасов. и 4 О О5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(50 G 01 N 27/90

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

CO

CO (:Ь

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3555922/25-28 (22) 22.12.82 (46) 23.07.84. Бюл. № 27 (72) В. Г. Запускалов и В. К. Рябцев (71) Научно-исследовательский институт интроскопии (53) 620.179.14 (088.8) (56) 1. Агейкин Д. И. и др. Датчики контроля и регулирования. М., «Машиностроение», 1965, с. 587, 603, 609.

2; Шатерников В. Е., Лиманов И. А. и др. Высокотемпературные электромагнитные преобразователи перемещений. — Сб.

«УШ Всесоюзная научно-техническая конференция по неразрушающим физическим методам и средствам контроля Т. II (о), Кишенев, 1977, с. 409 — 412 (прототип). (54) (57) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ ВИХРЕТОКОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ С

ТЕМПЕРАТУРНОЙ КОМПЕНСАЦИЕЙ, содержащий экранирующий корпус, раз,.SU„„1104406 А мещенные в нем на торцах установленных с аксиальными зазорами диэлектрических каркасов соосные полесоздающую, измерительную и компенсационные катушки индуктивности, из которых компенсационная и измерительная расположены симметрично с двух сторон полесоздающей и включены между собой последовательно встречно, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, он снабжен кольцевыми поясками для крепления каркасов в корпусе, поясок каркаса измерительной катушки установлен в одной с ней плоскости, а пояски каркасов компенсационной и полесоздающей катушек установлены вокруг свободных торцов каркасов, зазоры между соседними поясками вдвое больше зазоров между торцами соотвествуктщих каркасов с ка- Q тушками, а коэффициент линейного расширения материала корпуса вдвое меньше коэффициента линейного расширения матери алов кар касов.

1!04406

Изобретение относится к приборам неразрушающего контроля и может быть использовано в металлургии, машиностроении и других отраслях при электромагнитной дефектоскопии изделий, контроле их электрофизических свойств, линейных и угловых перемещений меняющейся температуры.

Известны высокотемпературные вихретоковые преобразователи, содержащие элементы монтажа. В их конструкциях предусматривается принудительное водяное или воздушное охлаждение (1).

Однако чувствительность преобразователей неудовлетворительна, так как практически трудно обеспечить постоянно нормальной температуру элементов конструкции преобразователя при изменяюшейся внешней температуре.

Известны также преобразователи, конструкция которых предусматривает возможность поддержания постоянной температуры контролируемого изделия в зоне контроля (2) .

Однако на практике не удается обеспечить постоянно нормальной температуру в зоне контроля.

Наиболее близким к изобретению является дифференциальный вихретоковый преобразователь с температурной компенсацией, содержащий экранируюший корпус, размещенные в нем на торцах установленных с аксиальными зазорами диэлектрических каркасах соосные полесоздающую, измерительную и компенсационную катушку индуктивности, из которых компенсационная и измерительная расположены симметрично с двух сторон полесоздаюшей и включены между собой последовательно встречно. Корпус преобразователя и неподвижно укрепленные в нем диэлектрические каркасы выполнены из термостабильных с равными коэффициентами линейного расширения материалов, что должно обеспечивать устранение температурных деформаций между корпусом и каркасами (3).

Однако в условиях меняюшейся температуры за счет изменения зазоров между катушками, вследствие температурного расширения (сужения) материала каркасов, происходит изменение электрома гнитной связи полесоздающей катушки с измерительной и компенсационной катушками, что ведет к изменению чувствительности преобразователя.

Целью изобретения является повышение чувствительности преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что дифференциальный вихретоковый преобразователь с температурной компенсацией, содержащий экранирующий корпус, размещенные в нем на торцах установленных с аксиальными зазорами диэлектрических каркасов соосные полесоздаюшую, измери20

45 тельную и компенсационную катушки индуктивности, из которых компенсационная и измерительная расположены симметрично с двух сторон полесоздаюшей и включены между собой последовательно встречно, снабжен кольцевыми поясками для крепления каркасов в корпусе, поясок каркаса измерительной катушки установлен в одной с ней плоскости, а пояски каркасов компенсационной и полесоздаюшей катушек установлены вокруг свободных торцов каркасов, зазоры между соседними поясками вдвое больше зазоров между торцами соответствующих каркасов с катушками, а коэффициент линейного расширения материала корпуса вдвое меньше коэффициента линейного расширения материалов каркасов.

На чертеже представлена схема дифференциального вихретокового преобразователя.

Преобразователь содержит полесоздаюшую катушку 1 индуктивности и соосно расположенные и равноудаленные от нее измерительную 2 и компенсационную 3 катушки индуктивности, включенные между собой последовательно встречно; катушки

1 — 3 размещены на диэлектрических каркасах 4 — 6, установленных посредством кольцевых металлических поясков 7 — 9 в корпусе 10. Поясок 8 каркаса с измерительной катушкой 2 установлен в одной с ней плоскости, а пояски 7 и 9 установлены вокруг свободных торцов каркасов 4 и 6. 3азоры между поясками 9, 7 и 7, 8 вдвое больше зазоров между торцами каркасов 6, 4 и 4, 5, а коэффициент линейного расшчрения материала корпуса 10 (u><) вдвое меньше коэффициента линейного расширения матери ал а кар касов 4 — 6 (<х„) .

Работа преобразователя основана на регистрации измерительной катушкой 2 вторичного электромагнитного поля вихревых токов, наводимых первичным электромагнитным полем полесоздаюшей катушки 1 в токопроводяшем объекте контроля, на чертеже не показанном. Вторичное электромагнитное поле объекта контроля, воздействуя на измерительную катушку 2, наводит в ней

ЭДС, изменение которой, по-су шеству, является мерой контролируемого параметра.

Дифференциальный вихретоковый преобразователь работает следуюшим образом.

Изменение, например повышение температуры окружающей среды, вызывает расширение материалов корпуса 10 и каркасов

4 — 6. Если зазоры между поясками 7 — 9 (относительно пояска 7 на каркасе 4 полесоздаюшей катушки 1) увеличиваются, вследствие температурного расширения материала корпуса 1О на величину A at, где Dt — абсолютное изменение температу1104406

Составитель Н. Лукин

Техред И. Верес Корректор Л. Ильин

Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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

Реда кто р А. Ша ндор

Заказ 5025/30 ры, то зазоры между катушками 1 — 3 (относительно полесоздающей катушки 1), наоборот, уменьшаются, вследствие температурного расширения материала каркасов

4 — 6 на величину сгк nt. Так как указанные зазоры между катушками 1 — 3 вдвое менше, чем зазоры между указанными поясками,и

7 — 9, а 2 зя=а к, то анализируемые температурные перемещения материалов корпуса

10 и каркасов 4 — 6 взаимно компенсируются, в результате чего значения зазоров между катушками 1 — 3 остаются по величине прежними и, следовательно, не зависят от температуры.

Поскольку зазоры между катушками 1—

3 инвариантны к температуре, т. е. электромагнитная связь измерительной 2 и компенсационной 3 катушек с полесоздающей катушкой 1 постоянна, то по степени изменения наведенной объектом контроля ЭДС в измерительной катушке 2 судят об измеряемом параметре.

Изобретение позволяет повысить эффективность и качество контроля в условиях меняющейся температуры за счет повышения чувствительности преобразователя, что достигается конструктивнотехнологическим ilyтем.