Устройство для имитации электромагнитного поля трещины, обтекаемой током

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано при проектировании средств электромагнитной дефектоскопии. Повышение точности имитации в устройстве достигается благодаря тому,что диэлектрическая пластина выполнена с размещенными на обеих ее поверхностях электропроводящими покрытиями, подключенными к источнику 6 тока, а повышение безопасности работы - за счет замены токсичной электропроводящей жидкости (ртути) на электролит. Для имитации электромагнитного поля трещины , обтекаемой переменным током, с помощью амплитудно-фазовых регуляторов 8-13 во вторичных обмотках разделительного трансформатора 7 устанавливаются токи,равные токам через соответствующие элементы будущей трещины в бездефектном объекте. Эти токи замыкаются между изолиробанными элементами электр опроводящих покрытий и создают электромагнитное поле, соответствующее возмущению электромагнитного поля тока при обтекании трещины . 2 з.п. ф-лы, 2 ил. 3 г 1Л СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (11) (5D 4 G 01 N 27 90

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4005723/25-28 (22) 21 ° 11.85 (46) 30, 10.87. Бюл. N - 40 (7 1) Всесоюзный заочный машиностроительный институт (72) П.Н. Шкатов (53) 620.179.14(088.8) (56) Фастрицкий В.С., Смоляков А.П.

Физическое моделирование полей токовихревых преобразователей. — Методы и приборы автоматического контроля:

Сборник, 1975, вып. 13, с. 7-17. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМИТАЦИИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ ТРЕЩИНЫ, ОБТЕКАЕМОЙ

ТОКОМ (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано при проектировании средств электромагнитной дефектоскопии. Повышение точности имитации в устройстве достигается благодаря тому,что диI электрическая пластина выполнена с размещенными на обеих ее поверхностях электропроводящими покрытиями, подключенными к источнику 6 тока, а повышение безопасности работы — за счет замены токсичной электропроводящей жидкости (ртути) на электролит. Для имитации элеКтромагнитного поля трещины, обтекаемой переменным током, с помощью амплитудно-фазовых регуляторов 8-13 во вторичных обмотках разделительного трансформатора 7 устанавливаются токи, равные токам через соответствующие элементы будущей трещины в бездефектном объекте. Эти токи замыкаются между изолироВанными элементами электропроводящих покрытий и создают электромагнитное поле, соответствующее возмущению электромагнитного поля тока при обтекании трещины. 2 э.п. ф-лы, 2 ил. ю Л

1348722

40

50

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано при проектировании средств электромагнитной дефектоскопии, Цель изобретения — повышение безопасности работы за счет замены токсичной электропроводящей жидкости (ртути) на электролит и повышение точности имитации за счет имитации непосредственного изменения электромагнитного поля под действием трещины.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для имитации электромагнитного поля трещины, обтекаемой переменным током; на фиг, 2 — диэлектрическая пластина с электропроводящими покрытиями.

Устройство для электромагнитного поля трещины, обтекаемой током, содержит диэлектрический сосуд 1, соответствующий в масштабе части объек-, та с трещиной (зоне электромагнитного взаимодействия между трещиной и током),размещенную в полости сосуда

1 электропроводящую жидкость 2, диэлектрическую пластину 3 с размещенными на обеих ее поверхностях электропроводящими покрытиями 4 и 5, источник 6 тока, разделительный трансформатор 7 с и вторичными обмотками (в данном варианте п=6), подключенный первичной обмоткой к выходу источника 6 тока, амплитудно-фазовые регуляторы 8.-13 и фиксатор 14 диэлектрической пластины 3.

При имитации поля трещины, обтекаемой переменным током, целесообразно электропроводящие покрытия 4 и 5 выполнять в виде одинаковых по размеру и изолированных друг от друга элементов. Каждый из элементов электропроводящего покрытия 4 непосредственно подключен к одному из выводов соответствующей вторичной обмотки разделительного трансформатора 7 через линию 15 связи ° Вторые выводы вторичных обмоток разделительного трансформатора 7 подключены через соответствующие амплитудно-фазовые регуляторы 8-13 к элементам, входящим в электропроводящее покрытие 5. При этом размещенные друг против друга элементы проводящих покрытий 4 и 5 входят в электрическую цепь с общей для них вторичной обмоткой разделительного трансформатора 7.

Для уменьшения влияния магнитногoi поля проводников, входящих в линию

15 связи, проводники, подключенные к паре противолежащих элементов, свиты друг с другом и подходят со стороны одного электропроводящего покрытия.

Подключение проводников к элементам, размещенным с противоположной стороны, выполняется через отверстия 16.

Влиянием отверстий 16 ввиду их малости можно пренебречь. Кроме того, все проводники выводятся через фиксатор

14 на нижнюю часть диэлектрического сосуда 1, При этом изучению подлежит магнитное поле над верхней поверхностью поля электропроводящей жидкости 2. При имитации электромагнитного поля подповерхностных трещин изменяется глубина погружения диэлектрической пластины 3 путем перемещения фиксатора 14 относительно отверстия в дне сосуда 1, Для исключения подтекания жидкости через это отверстие между фиксатором 14 и стенкой отверстия устанавливается уплотнитель в виде резиновой втулки (не показана).

В качестве электропроводящей жидкости 2 использован электролит.

Устройство работает следующим образом.

Предварительно по известным методикам рассчитывают величину тока через выделенные элементы будущей трещины в бездефектном объекте. Выделенные элементы выбранным масштабом соответствуют изолированным элементам электропроводящих покрытий 4 и 5. 3атем с помощью амплитудно-фазовых регуляторов 8-13 во вторичных обмотках разделительного трансформатора 7 устанавливаются токи, соответствующие вычисленным, При этом соответствующие токи замыкаются через электропроводящую жидкость 2 между соответствующими парами изолированных элементов покрытий 4 и 5. Полученное электромагнитное поле токов, протекающих по электропроводящей жидкости, соответствует возмущению электромагнитного поля под действием трещины.

Если в бездефектном объекте ток распределяется с плотностью I, а в объекте с дефектом с плотностью l>, то возмущение электромагнитного поля onределяется разностной плотностью токов

I = I I

Поскольку через поверхность S трещины ток протекать не может, то в з 134 области S плотность 14 = О. Следовательно, I = — I на поверхности трещины. Дискретизируем поверхность трещины и обеспечим равную величину тока через выделенный элемент при дискретном и непрерывном распределении плотности тока. Тогда получаемые токораспределения будут стремиться друг к другу по мере увеличения числа и элементов. Так как интерес представляет интегральный эффект, электрические и магнитные поля при совме-. стном действии полученных эквивалентных источников практически ограничиваются четырьмя-шестью элементами.

Таким образом, при выполнении укаэанных требований электрическое поле в электропроводящей жидкости и магнитное поле над поверхностью электропроводящей жидкости 2 соответствуют изменениям электромагнитного поля под действием трещины. Чтобы меньше сказывалась неравномерность распределения плотности тока в пределах изолированного элемента из-за точечного токоввода, рекомендуется выполнять электропроводящие покрытия 4 и 5 из материала с удельной электропроводностью, по меньшей мере в 10 раз большей удельной электропроводности электро— проводящей жидкости 2. Для этой цели можно воспользоваться двухсторонним фольгированным диэлектриком, используемым для печатных плат.

В простейшем случае, например при имитации электромагнитного поля постоянного тока, обтекающего трещину, электропроводящие покрытия 4 и 5 можно не делить на элементы. Необходимость в разделительном трансформаторе

7 отпадает, источник 6 тока подключается непосредственно к электропроводящим покрытиям 4 и 5. При этом рекомендуется токовводы сделать в нескольких точках этих покрытий для уменьшения в них неравномерности токораспределения.

8722

Формула и э обретения

1 ° Устройство для имитации элект5 ромагнитного поля трещины, обтекаемой током, содержащее диэлектрический сосуд, соответствующий в масштабе части объекта с трещиной, размещенные в полости сосуда электропроводящую жидкость и диэлектрическую пластину, соответствующую в том же масштабе размеру трещины, фиксатор диэлектрической пластины в полости сосуда и источник тока, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения безопасности работы и точности имитации, диэлектрическая пластина выполнена с электропроводящими покрытиями на двух противоположных ее поверхностях, подключенными к источнику тока, а в качестве электропроводящей жидкости использован электролит

2, Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности имитации магнитного поля трещины, обтекаемой переменным током, оно снабжено разделительным трансформатором с и вторичными обмотками, первичная обмотка которого подключена к выходу источника тока, и и амплитудно-фазовыми регуляторами, каждое из электропроводящих покрытий выполнено в виде одинаковых по размеру и изолированных друг от друга элементов, противолежащие из которых образуют пару, в которой один элемент подключен к первому выводу соответствующей вторичной обмотки трансформатора непосредственно, а другой элемент — к второму выводу

40 этой обмотки через амплитудно-фазо( вый регулятор.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что удельная электропроводность покрытий выбрана не менее чем в 10 раз больше удельной электропроводности электро- лита.

1348722

Составитель И, Рекунова

Техред А. Кравчук Корректор П. Король

Редактор И. Рыбченко

Заказ 5183/43

Тираж 775 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие,г. Ужгород, ул. Проектная, 4