Накладной электромагнитный преобразователь

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может найти применение для измерения толщины неэлектропроводящих покрытий на линейнопротяженных электропроводящих изделиях сложного профиля. Цель изобретения - повышение точности измерения за счет ориентирования преобразователя парал лельно поверхности изделия. Для этого в преобразователь, содержащий возбуждающую катушку 1, первую, вторую измерительные катушки 2, 3 и первую, вторую компенсационные катушки 6, 7, дополнительно введены третья четвертая измерительные катушки 4, 5 и третья, четвертая компенсационные катушки 8, 9, позволяющие уста--- новить преобразователь параллельно поверхности цилиндрического изделия 11. 1 ил. i (Л с 00 ел 05 СО 00 N)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А2.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1208470 (21) 3981662/25-28 (22) 02 ° 12.85 (46) 07.12.87. Бюл. Ф 45

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (71) Куйбышевский электротехнический институт связи (72) И.Ю.Быховский (53) 620.179.142.5.6(088.8) I (56) Авторское свидетельство СССР

)" 1155844, кл. С 01 В 7/06, 1983.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1193567, кл. Г 01 В 27/90, 1983.

Авторское свидетельство СССР

У 1208470, кл. С 01 В 7/06, 21. 12. 83. (54) НАКЛАДНОЙ ЗЛЕКТРОМАГНИТНЬЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (51) 4 G 01 В 7/06 С 01 N 27/90 (57) Изобретение относится к нераэрушающему контролю и может найти применение для измерения толщины неэлектропроводящих покрытий на линейнопротяженных электропроводящих изделиях сложного профиля. Цель изобретения— повышение точности измерения эа счет ориентирования преобразователя параллельно поверхности изделия. Для этого в преобразователь, содержащий возбуждающую катушку 1, первую, вторую измерительные катушки 2, 3 и первую, вторую компенсационные катушки 6, 7, дополнительно введены третья четвертая измерительные катушки 4, 5 и третья, четвертая компенсацион-. ные катушки 8, 9, позволяющие уста . новить преобразователь параллельно поверхности цилиндрического иэделия

11, 1

1 13576

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может найти применение для измерения толщины неэлектропроводящих покрытий на линей

6 нопротяженных электропроводящих изделиях сложного профиля в машиностроительной, металлургической и других отраслях промышленности и является усовершенствованием преобразо- 10 вателя по авт, св. Р 1208470.

Цель изобретения — повышение точности измерения за счет ориентирования преобразователя параллельно поверхности изделия. 15

На чертеже представлена схема накладного электромагнитного преобразователя.

Преобразователь для измерения толщины неэлектропроводящих покрытий 2р на линейнопротяженных электропроводя" щих изделиях сложного профиля содержит плоскую возбуждающую катушку

1 прямоугольной формы, первую измерительную катушку 2,вторую измери- 25 тельную катушку 3, третью измерительную катушку 4, четвертую измерительную катушку 5, первую компенсационную катушку б, вторую компенсационную катушку 7, третью компенсацион- 3р ную катушку 8, четвертую компенсационную катушку 9, неэлектропроводящее покрытие 10, толщину Z которого необходимо измерить, электропроводящее линейнопротяженное изделие 11 сложного профиля, зеркальное изображение 12 рабочей стороны возбуждающей катушки 1, расположенное.на расстояние ZÄ 11.

Кроме того, введены следующие 4п обозначения:

Ь вЂ -высота возбуждающей катушки 1, а — высота первой 2 и второй 3 измерительных катушек, с — расстояние от рабочей стороны возбуждающей катушки 1 до середины первой измерительной катушки 2;

d — длина первой 2 и второй 3 измерительных катушек; р — расстояние от рабочей стороны возбуждающей катушки 1 до середины второй измерительной катушки 3.

Возбуждающая катушка 1 расположена нормально к поверхности изделия

11 и вдоль него. Первая 2, вторая 3 измерительные катушки и первая 6, вторая 7 компенсационные катушки— плоские прямоугольной формы и одинаковы по размерам. Третья 4, четвер98

1 тая 5 измерительные катушки и третья

8, четвертая 9 компенсационные катушки — плоские, прямоугольной формы и одинаковы по размерам. Измерительные и компенсационные катушки 2-8 установлены в одной плоскости с возбуждающей катушкой 1, внутри нее.

Первая, вторая, третья и четвертая измерительные катушки 2-5 соответственно установлены вблизи рабочей стороны возбуждающей катушки 1, причем первая измерительная катушка 2 установлена на расстоянии с, а вторая измерительная катушка 3 — на расстоянии р от рабочей стороны возбуждающей катушки 1 и третья и четвертая измерительные-катушки установлены симметрично относительно первой и второй. Первая, вторая, третья и четвертая компенсационные катушки 69 соответственно установлены вблизи стороны, противоположной рабочей стороне возбуждающей катушки 1, а третья и четвертая компенсационные катушки установлены симметрично относительно первой и второй. Первая измерительная катушка 2 включена последовательно и встречно с первой компенсационной катушкой 6, вторая измерительная катушка 3 вкЛючена пос ледовательно и встречно со второй компенсационной катушкой 7, третья измерительная катушка 4 включена последовательно и встречно с третьей компенсационной катушкой 8, четвертая измерительная катушка 5 включена последовательно и встречно с четвертой компенсационной катушкой 9. Размеры первой 2 и второй 3 измерительных катушек выбраны из условия лйнейности распределения напряженности магнитного поля в них.. Размеры третьей 4 и четвертой 5 измерительных катушек, расположенных вблизи углов возбуждающей катушки 1 рядом с ее рабочей стороной, в 5-10 раз меньше размеров первой 2 и второй 3 измерительных катушек. Напряжение первой, второй, третьей и четвертой компенсационных катушек 6-9 соответственно устанавливаются равным напряжению, первой, второй, третьей, четвертой измерительных катушек 2-5 соответственно :при отсутствии поля вихревых токов.

Преобразователь работает следующим образом.

1357698

При настройке преобразователя в отсутствии объекта измерения — изделия 11, суммарное напряжение, сни- маемое с любой измерительной и соответствующей ей компенсационной катушек устанавливается равным нулю.

Преобразователь должен быть установлен на объект измерения таким образом, чтобы его рабочая поверхность была параллельна поверхности изделия

11. Установка рабочей поверхности преобразователя параллельно поверхности изделия 11 осуществляется следующим образом. Возбуждающая катушка

1 возбуждает в изделии 11 вихревые токи, которые регистрируются третьей

4 и четвертой 5 измерительными катушками, В том случае, когда напряжения, наводимые вихревыми токами в третью

4 и четвертую 5 измерительные катуш- 20 ки равны между собой, считается что преобразователь установлен параллельно поверхности изделия 11. Установка преобразователя по нормали к поверхности изделия 11 осуществляется по наибольшему напряжению, наводимому вихревыми токами в первой 2 и второй

3 измерительных катушках. Можно считать, что вихревые токи наводятся в изделии 11 рабочей (ближней к изделию 11) стороной возбуждающей катушки 1.

Для определенкя напряженкй, наводимых вихревыми токами в первую 2 и вторую 3 измерительные катушки, мож- 35 но воспользоваться методом зеркальных иэображений и заменить магнитное поле вихревых токов возбуждающей катушки 1 эквивалентным полем ее зеркального изображения 12 в проводящей поверхности изделия 11. Зеркальное изображение 12 параллельно поверхности изделия 11 и расположено на, г расстоянии Z = R —, где R — 45

+ 2 радиус кривизны поверхности линейнопротяженного изделия сложной форгы

11. Если Z < 0,031R, то Z, = Z c погрешностью меньшей О, 1Х. Для таких толщин покрытия поверхность изделия

11 с погрешностью меньшей 0 1Х можно считать плоской, т.е. считать отраженное поле как от выпуклых, так и от вогнутых проводящих поверхностей одинаковым. Если высота измерительной с катушки а (— + Z + Z то можно 1) считать, что напряженность магнитного поля выхревых токов з пределах размера изменяется не по гиперболическому закону, а по линейному. Тогда напряжение первой 2, второй 3 измерительных катушек пропорционально напряженности магнитного поля в центре измерительных катушек. и мМаХз

Введем обозначение К—

2 1Г где n — число витков измерительной катушк:<, магнитная проницаемость материала изделия П, 1 — ток зеркального;-.зображенкя возбуждающей катушки 1;

ы — круговая частота измеритель ной катушки.

Напряжение, наводимое вихревыми токами в первую измерительную катушK ку 2, равно V, —, Напря2+Z, +с

1 женке, наводкмое вихревыми токами во вторую измерительную катушку 3, равК г Откуда Z + Z г2+-+

1 рК г cV„

Прк - с О. 03 1R Z „= Z толщина покрытия 10 определяется р4 2

2)

Эта формула для определения толщины неэлектрапроводящего покрытия на электропроводящкх линейнопротяженных изделиях сложного профиля теи точнее, чем лучше выполняются неравенства b y а; " (0,031R. Алгоритм прибора, работающего с преобразователем, может быгь следующим. Сигналы с первой 2 к третьей 3 измерительных катушек проходят на вход блока измерения -,oëùèHû в случае, если рабочая поверхность преобразователя расположена параллельно поверхности изделия, т.е. сигналы с третьей и четвертой измерительных катушек равны между собой. формула изобретения

Накладной электромагнитный преобразователь по авт. св. h" 1208470, отличающийся тем, что, с целью повышения точности кэиеренкя за счет ориентирования преобразователя параллельно поверхности изделия, он снабжен третьей и четвертой измерительными H третьей и четвертой компенсационными катушкаСоставитель И. Кесоян

Техред А.Кравчук Корректор А.Обручар

Редактор Г,Волкова

Заказ 5986/37

Тираж 677 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

5 1 ми, расположенными в одной плоскости с остальными катушками внутри возбуждающей катушки симметрично с двух сторон первой и второй измерительных и первой и второй компенса357698 в ционных катушек соответственно, а третья и четвертая измерительные катушки включены последовательно встречно соответственно третьей и

5 четвертой компенсационным катушкам.