Вихретоковый накладной преобразователь

 

ВИХРЕТОКОВЫЙ НАКЛАДНОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ для неразрушающего контроля, содержащий индукторную катушку , одну пару или большее число соединенных последовательно-синфазно пар индикаторных катушек, а в каждой из пар катушки расположены симметрично и равноудаленно относительно оси индукторной катушки и соединены последовательно-встречно, и цилиндрический концентратор из электропроводящего материала, отличающийся тем, что, с целью повьшгения надежности контроля, концентратор выполнен в виде стержня с расположенными на наружной поверхности пазами фигурного сечения по числу индикаторных катушек, инi дикаторные катушки установлены в пазах , а индукторная катушка охваты (Л вает стержень. 00 СО О СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

О И«

РЕСПУБЛИК

g(g) G 01 N 27/90

Р " 1" 1ТИ0

ТГХЖНИКАЯ

ВИБЛ ВОЯКА

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

A-4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3604556/25-28 (22) 10.06.83 (46) 15. 10.84. Бюл. М 38 (72) В.N.Сапунов, П.И.Беда и Э.П.Сурков (53) 620.179.14(088.8) (56) 1. Дорофеев А.П., Казаманов Ю.Г.

Электромагнитная дефектоскопия. М., "Машиностроение", 1980, с. 165, рис. 81, с.86.

2. Авторское свидетельство СССР

В 390431 кл. С 01 N 27/90.

3. Авторское свидетельство СССР

11 616574, кл. С 01 N 27/90(прототип). (54) (57) ВИХРЕТОКОВЫ1 НАКЛАДНОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ для неразрушающего контроля, содержащий индукторную ка„SU„„ I 118909 А тушку, одну пару или большее число соединенных последовательно-синфазно пар индикаторных катушек, а в каждой из пар катушки расположены симметрично и равноудаленно относительно оси индукторной катушки и соединены последовательно-встречно, и цилиндрический концентратор из электропроводящего материала, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повьш ения надежности контроля, концентратор выполнен в виде стержня с расположенными на наружной поверхности пазами фигурного сечения

I по числу индикаторных катушек, индикаторные катушки установлены в пазах, а индукторная катушка охватывает стержень.

1118909

Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля сплошности злектропроводящих материалов и может быть использовано в любой отрасли машиностроения. 5

Известны вихретоковые накладные преобразователи, содержащие индукторную катушку, охватывающую одну или две соединенные последовательно противофазно пары индикаторных катушек, 10 а в каждой из пар катушки расположены симметрично и диаметральнопротивоположно относительно оси индукторной катушки и соединены последовательно встречно, если имеется всего одна пара индикаторных катушек, или последовательно-согласно, если несколько пар катушек (1) и (2).

Недостатком данных преобразователей при их работе в статическом режиме является низкая надежность обнаружения дефектов типа трещин, близких по длине диаметру индикаторной катушки, Это обусловлено конструк, тивными особенностями этих преобразователей. Известно, что минимальная длина трещин, надежно регистрируемых накладным преобразователем, зависит от диаметра контура вихревых токов, наводимых в проверяемом иэделии индукторной катушкой преобразователя, и составляет не менее половины этого диаметра. В свою очередь диаметр контура вихревых токов определяетс я диаметром индукторной катушки преобразователя и превышают е го. З5

Для повьппения надежности обнаружения трещин необходимо уменьшить диаметр контура вихревых токов. У рассматриваемых преобразователей это может быть достигнуто только пу40 тем уменьшения диаметра индукторной катушки. Причем для того, чтобы обеспечивалось надежное обнаружение трещин длиной, близкой диаметру индикаторной катушки, диаметр индукторной катушки должен быть максимально приближен к нему. Однако все эти преобразователи вследствие своих конструктивных особенностей могут быть выполнены только с индукторной катушкой, диаметр которой не менее двух диаметров индикаторных катушек.

Все это не позволяет обеспечить надежное выявление трещин, длина которых близка диаметру индикаторной 55 катушки.

Наиболее близким к изобретению является вихретоковый накладной пре2 обраэователь для неразрушающего контроля, содержащий индукторную ка тушку, одну пару или большее число соединенных последовательно-синфазно пар индикаторных катушек, а в каждой иэ пар катушки расположены симметрично и ранноудаленно относительно оси индукторной катушки и соединены последовательно-встречно, и цилиндрический концентратор иэ электропроводящего материала, снабженный изготовленной из немагнитного электропроводящего материала втулкой с продольным разрезом, установленной между индукторной и измерительными катушками с возможностью вращения относительно своей оси и возвратно-поступательного перемещения вдоль нее (3 ).

Недостатком известного преобразователя является низкая надежность обнаружения дефектов типа трещин, близких по длине диаметру индикаторных катушек. Введение втулки позволяет уменьшить ЭДС раэбаланса, обусловленную неидентичностью в изготовлении индикаторных катушек и размещении их относительно оси индукторной катушки, но к какому-либо повышению выходного сигнала преобразователя от дефектов сплошности материала это не приводит.

Цель изобретения — повышение надежности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что в вихретоковом накладном преобразователе для неразрушающего контроля, содержащем индукторную катушку, одну пару или большее число соединенных последовательно-синфаэно пар индикаторных катушек, а в каждой из пар катушки расположены симметрично и равноудаленно относительно оси индукторной катушки и соединены последовательно-встречно, и цилиндрический концентратор из электропроводящего материала, концентратор выполнен в виде стержня с расположенными на наружной поверхности пазами фигурного сечения по числу индикаторных катушек, индикаторные катушки установлены в пазах, а индукторная катушка охватывает стержень.

На фиг.1 представлен накладной вихретоковый преобразователь (разрез А-А на фиг.2 ); на фиг.2 — то же, с двумя парами индикаторных катушек, расположенными в цилиндрических па1l18909

3 зах, вид сверху; на фиг. 3 — концентратор вихревых токов для преобразователя, содержащий индукторную катушку и две индикаторные катушки с витками круглой формы, поперечное сечение; на фиг ° 4 - то же, с индукторной катушкой с витками круглой формы и двумя индикаторными катушками с витками прямоугольной формы; на фиг.5 — то же, с индукторной катушкой с витками прямоугольной формы и четырьмя индикаторными катушками с витками круглой формы; на фиг.6 — то же, с индукторной н четырьмя индикаторными катушками с витками прямоугольной формы; на фиг.

7 — то же, с индукторной и четырьмя индикаторными катушками с витками эллипсоидальной формы; на фиг.8 —, то же, с индукторной и шестью индикаторными катушками с витками эллипсоидальной формы.

Накладной вихретоковый преобразователь содержит две пары индикаторных катушек I н 2, концентратор 3

25 вихревых токов, представляющий собой цилиндрический стержень с четырьмя расположенными на наружной поверхности пазами 4 фигурного сечения, соединенными с наружной поверхностью концентратора 3 узкими прорезями (щелями ) 5, на наружной Ilo верхности концентратора расположена индукторная катушка 6.

Все продольные пазы стержневого концентратора выполнены одинаковыми 35 по размерам и форме. Одинаково выполнены и размещены в пазах концентраторов все индикаторные катушки.

Форма витков индикаторных катушек соответствует форме поперечного 40 сечения продольных пазов концентратора. Индикаторные катушки, расположенные симметрично и равноудаленно от оси индукторной катушки, соединены попарно-последовательно-встречно, 45 а все пары индикаторных катушек— последовательно-синфаэно. Вихретоковые преобразователи могут содержать любое четное число индикаторных катушек. Форма попереч- 5п ного сечения стержневого концентратора может быть не только круглой .(фиг.3 }, но и прямоугольной, эллипсоидальной (фиг.5 — 8) или какой либо другой. Различную форму попереч-55 ного сечения могут иметь и продольные пазы. стержневого концентратора фиг.3 - 8 ).

Преобразователь работает следующим образом.

Индукторную катушку 6 в совокупности со стержневым концентратором

3 следует рассматривать как понижающий трансформатор. При прохождении переменного тока по виткам индукторной катушки 6 им создается электров магнитное поле, которое взаимодействует с материалом стержневого концентратора 3 и наводит в нем вихревые токи. Протекающие в материале концентратора 3 вихревые токи своим полем почти полностью компенсируют поле индукторной катушки 6 и создают интенсивное электромагнитное поле .в продольных пазах 4 и вблизи их открытых концов. За счет этого (при

-размещении преобразователя на контролируемом изделии ) вихревые токи в его материале оказываются сосредоточенными вблизи прорезей 5 продольных пазов 4 стержневого концентратора 3. Последнее обеспечивает повышение надежности обнаружения трещин, так как размеры контуров вихревых токов, .протекающих в материале изделия вблизи каждой из прорезей 5 пазов 4 концентратора 3, определяются не размерами индуктор,ной катушки 6, а размерами попереч- . ного сечения прорезей, тем самым они максимально приближены к размерам индикаторных катушек 1 и 2.

Когда преобразователь перемещается по бездефектному участку иэделия, плотность и распределение вихревых токов в его материале вблизи каждого из открытых концов продольных пазов концентратора одинаковы. Поэтому на всех индикаторных катушках, размещенных в продольных пазах концентратора, наводятся равные по амплитуде и фазе ЭДС, и на-выходе преобразователя сигнал отсутствует. Появление в. зоне контроля трещины, когда она оказывается под одним из продольных пазов, вызывает изменение плотности и распределение вихревых токов, протекающих в материале изделия под этим пазом, что приводит к изменению

ЭДС, наводимой на размещенной в пазу индикаторной катушке. На выходе преобразователя возникает сигнал.

Предлагаемый преобразователь позволяет повысить надежность обнаружения трещин, близких по длине к диаметру индикаторных катушек.

1118909

ФАЖ

Фиа/

Фиа7

Составитель М.Лучкин

Редактор М.Петрова ТехредЖ.Кастелевич Корректор И.Эрдеии

Заказ 7444/31 Тираж 822 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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