Электромагнитный преобразователь

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для электромагнитного неразрушающего контроля качества ферромагнитных изделий. Цель изобретения - повышение чувствительности и достоверности контроля за счет компенсапии начального напряжения.преобразователя . Преобразователь состоит из намагничивающей катушки 1, встречно включенных измерительной и компенсационной катушек 2 и 3, переменных резисторов 4 и 5, переменного конденсатора 6 и переключателя 7 При установке переключателя 7 в положение а осуществляется компенсация начального напряжения преобразователя без изделия или с коротким изделием, а в положении - компенсация начального напряжения преобразователя с протяженным изделием. Компенсация осуществляется регулировкой сопротивлений резисторов 4 и 5 и емкости конденсатора 6. 2 ил. I Lfn со 01 СП ( -ff Фиг./

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5ц 4 С 01 N 27/90

Вэ:

ВСГ(.П ОЗ ЬР! I

44 Т ....,-; ч 1%,, 1

ЬН ЯЖ Т1;"КА

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЫХ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4014876/25-28 (22) 31. 01. 86 (46) 30.11,.87. Бюл. В 44 (72) Г.M.Ïoïoâ (53) 620.179.14 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1061037, кл. G 01 N 27/90, 1982. (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для электромагнитного нераэрушающего контроля качества ферромагнитных изделий, Цель изобретения — повышение чувствительности и достоверности контроля за счет компенсапии начального напряжения.пре1

„„SU„„1355921 А 1

- образователя. Преобразователь состоит иэ намагничивающей катушки 1, встречно включенных измерительной и компенсационной катушек 2 и 3, переменных резисторов 4 и 5, переменного конденсатора 6 и переключателя 7

При установке переключателя 7 в положение а осуществляется компенсация начального напряжения преобразователя без изделия или с коротким изделием, а в положении b — компенсация начального напряжения преобразователя с протяженным изделием. Компенсация осуществляется регулировкой сопротивлений резисторов 4 и 5 и емкости конденсатора 6. 2 ил.

1355921

М2М вЂ” — — )О

М, Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для электромагнитного неразрушающего контроля качества фер5 ромагнитных деталей.

Целью изобретения является повышение чувствительности и достоверности контроля за счет компенсации начального напряжения преобразователя и изменения конструкции преобразователя.

На фиг.1 представлена электрическая схема электромагнитного преобра-. зователя; на фиг.2 — расположение ка- 15 тушек преобразователя.

Электромагнитный преобразователь содержит размещенную на каркасе намагничивающую катушку 1, измерительную катушку 2 и компенсатор, включаю- 20 щий компенсационную катушку 3, последовательно соединенные переменные резисторы 4 и 5, переменный конденсатор 6 и переключатель 7 ° Компенсационная катушка 3 расположена на торцо- 25 вой части каркаса намагничивающей катушки 1 соосно с ней и подключена последовательно-встречно к катушке 2, размещенной в центральной части катушки .1. Конденсатор 6 подключен од- 30 ним концом к точке соединения резис.торов, являющейся одним выходом пре1 образователя, а другим концом — к общему контакту переключателя 7, два других контакта которого подключены к выводам катушки 3, вторым выходом преобразователя является свободный конец измерительной катушки 2.

Электромагнитный преобразователь работает следующим образом. 40

Компенсация начального сигнала измерительной катушки 2 (без детали) производится при верхнем положении переключателя 7, когда конденсатор 6 подключен параллельно переменному резистору 4, т.е. когда RC-цепь создает опережающий фазовый сдвиг. Так как ЭДС измерительной и компенсационных катушек 2 и 3(без испытуемой детали) находятся в противофазе, ком- 50 пенсация выходного напряжения преобразователя до достаточно малых уровней осуществляется регулировкой переменных резисторов 4 и 5 (без конденсатора), однако полной компенсации достичь невозможно, так как вследствие неидентичности катушек всегда имеется незначительный фазовый сдвиг.

Подключая переменный конденсатор 6 параллельно переменному резистору 4 и регулируя его величину, компенсируют выходное напряжение до нулевого значения.

Условия полной компенсации выходного напряжения преобразователя имеют вид:

Ка Mz

R + — — — — -=R (— — 1) э 1+ УС К2 5 М1

СКо

5 1+я2 С2 К2 где L R — индуктивность и сопротив 3 Ъ ление компенсационной катушки 3;

R4 — сопротивления резисторов

4, 5;

С вЂ” емкость конденсатора 6;

4 — частота напряжения питания преобразователя;

М, — взаимная индуктивность намагничивающей 1 и измерительной 2 катушек;

М вЂ” взаимная индуктивность намагничивающей 1 и компенсационной 3 катушек.

Когда в преобразователь помещается короткая испытуемая деталь (торцы детали не выступают за пределы намагничивающий катушки), компенсация основной гармоники выходного напряжения осуществляется по прежней схеме соединения элементов компенсатора.

При помещении в преобразователь длинной испытуемой детали (деталь выступает за пределы намагничивающей и компенсационной катушек) указанная схема соединения элементов компенсатора не обеспечивает балансировку основной гармоники выходного сигнала до нулевого уровня. Это объясняется тем, что измерительную и компенсационную катушку пронизывает общий магнитный поток, проходящий по детали, и между ними возникает индуктивная связь. Б этом случае первое условие по-прежнему выполняется, а второе условие изменяется и имеет вид

М,М CR2

L Л 2 ь

MI 1+а2 С2 К2 где М вЂ” взаимная индуктивность измен рительной 2 и компенсационной 3 катушек.

Из этого выражения следует, что при выполнении условия з 135 осуществляется компенсация преобразователя и с протяженным изделием, а при нарушении данного условия компенсация преобразователя при установке переключателя 7 в положение а невозможна, Подключая переключателем 7 переменный конденсатор 6 параллельно переменному резистору 5, получаем цепь с отстающим фазовым сдвигом, которая позволяет осуществить компенсацию основной гармоники выходного напряжения преобразователя до нулевого уровня. При этом условия компенсации имеют вид:

Rq Mg

R +R =.— — — — (— — 1) з 4 1» УУ М э

МА СК М

L = — — — — — - — (— — 1).

M 1+и С БР М

Таким образом, с помощью рассматриваемой схемы включения элементов компенсатора осуществляют компенсацию выходного напряжения преобразователя до нулевого уровня, причем при любой схеме включения компенсатора должно соблюдаться условие M М .

Если в электромагнитный преобразователь при установке переключателя 7 в положение 8 поместить короткую деталь, то условия компенсации будут следующими:

R+R- — — — — (R M

1) з 1 . зУУ

Ф

gR> Ма

L = — — — -(1 — — ).

3 1.»р2 С2 R>

Если принять М /M, 1, то выполня. ется первое из этих условий и не выполняется второе. При Мд/М, 1 выполняется второе условие и не выполня5921 ется первое. Следовательно, при установке переключателя 7 в положение 8 преобразователь не может быть скомпенсирован с короткой деталью.

Преобразователь при существенной простоте и надежности позволяет осуществлять контроль как в области слабых, так средних и сильных магнитных

10 полей без применения эталонных деталей.

Формула изобретения

Электромагнитный преобразователь, содержащий размещенную на каркасе наиагничивающую и измерительную катушки и компенсатор, включающий компенсационную катушку и RC-цепочку из регулируемых элементов, о т л и ч а2п ю шийся тем, что, с целью повышения чувствительности и достоверности контроля, он снабжен переключателем, компенсационная катушка расположена на торцовой части каркаса

25 намагничивающей катушки соосно с ней и подключена последовательно-встречно к измерительной катушке, размещенной в центральной части намагничиван щей катушки, RC-цепочка выполнена в

gp виде подключенных параллельно компенсационной катушке двух последовательно соединенных переменных резисторов и переменного конденсатора, подключенного одним концом к точке соедине35 ния ре3НсТороВ являющейся одним B6I ходом преобразователя, а другим концом — к общему контакту переключателя, два других контакта которого подключены к выводам компенсационной

4р катушки, а вторым выходом преобразователя является свободный конец измерительной катушки.

1355921

Составитель А.Тычинин

Редактор Л.Веселовская Техред М. Ходанич

Корректор О.Кравцова

Заказ 5788/39 Тираж 776 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