Индукционный датчик

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения магнитных потоков при бесконтактных методах обнаружения дефектов в движущихся .электропроводных средах. Цель изобретения - повьшение чувствительности - достигается за счет увеличения амплитуды формируемого сигнала в индукционном датчике. Для этого индукционный датчик включает в себя магнитопровод 1, выполненный из магнитомягкого материала в виде ячеистой структуры . В каждой ячейке установлен постоянный магнит 2. На внешней поверхности магнитопровода размещена измерительная катушка 3, подключенная к осциллографу 4. При движении контролируемого проводящего изделия 5 в основном магнитном поле 6 создается вихревой ток 7, возбуждающий вторичное магнитное поле 8, изменение потока магнитной индукции которого фиксируется измерительной катушкой 3. Ячеистая структура магнитопровода является более эффективной для передачи вторичного магнитного поля к катушке 3 при тех же размерах индукционного датчика. 1 ил. i 1сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1368830 А1 (51) 4 G 01 R 33/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1 а

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4106261/24-21 (22) 29.05.86 (46) 23.01.88. Бюл. К 3 (72) Л.Г.Додонова, С.И.Коршаковский, M À.ÊðàñíåHêîâ, И.M.Ìàòóñåâè÷ и В.А.Соловьев (53) 621.317.44(088.8) (56) Авторское свидетельс но СССР

Ф 739443, кл. G 01 R 33/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР

У 407220, кл. С 01 N 27/12, 1973. (54) ИНДУКЦИОННЫЙ ДАТЧИК (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения магнитных потоков при бесконтактных методах обнаружения дефектов в движущихся ,электропроводных средах. Цель изобретения — повьппение чувствительности— достигается эа счет увеличения амплитуды формируемого сигнала в индукционном датчике. Для этого индукционный датчик включает в себя магнитопровод 1, выполненный иэ магнитомягкого материала в виде ячеистой структуры. В каждой ячейке установлен постоянный магнит 2. На внешней поверхности магнитопровода размещена измерительная катушка 3, подключенная к осциллографу 4. При движении контролируемого проводящего иэделия 5 в основном магнитном поле 6 создается вихревой ток 7, возбуждающий вторичное магнитное поле 8, изменение потока магнитной индукции которого фиксируется измерительной катушкой 3.

Ячеистая структура магнитопровода является более эффективной для передачи вторичного магнитного поля к катушке

3 при тех же размерах индукционного датчика. 1 ил.

1 !3

Изобретение относится к электроизмерительной и испытательной технике и может быть применено для измерения

1агнитных потоков при бесконтактных етодах обнаружения дефектов в движущихся электропроводных средах.

Целью изобретения является повышение чувствительности за счет увеличения амплитуды формируемого сигнала в индукционном датчике.

На чертеже представлена схема индукционного датчика.

Индукционный датчик включает магнитопровод 1, выполненный из магнитомягкого материала в виде ячеистой, например сотовой, структуры с толщиной стенки d . .В каждой ячейке установлен постоянный магнит 2, имеющий в сечении форму ячейки с максимальным линейным размером поперечного сечения ячейки D. На внешней поверхности магнитопровода размещена измерительная катушка 3, подключенная к электроизмерительному прибору 4, например осциллографу.

Индукционный датчик работает следующим образом.

При движении контролируемого проводящего иэделия 5 со скоростью V в основном магнитном поле 6, создаваемом постоянными магнитами 2, в изделии возникает вихревой ток 7. Последний дает вторичное магнитное поле 8, изменение потока магнитной индукции которого фиксирует измерительная катушка 3.

При изменении величины вихревого тока, вызванном изменением состояния перемещаемого со скоростью Ч иэделия

5 (геометрии, температуры, механической целостности), магнитный поток вторичного поля 8 через катушку 3 меняетея. При этом в катушке 3 возникает сигнал электромагнитной индукции, что фиксируется электроизмерительным прибором 4.

Величина индукцированного в катушке 3 электрического сигнала и чувствительность индукционного датчика определяются величиной изменяющегося магнитного потока вторичного магнитного поля в области расположения витков катушки 3.

Величина индукции первичного маг— нитного поля 6 r от постоянного магнита определяется (для одной ячейки) следующим образом:

68830

de

В = Н, o dr

S1 Вг (I, I -=--) ска4 llr 4йг где лярный потенциал созданного магнитного поля; намагниченность магнита и

10 где а — коэффициент, зависящий от

30 геометрии сердечника, величина которого меняется в пределах 0,5-1,0.

Тогда индукция магнитного поля В создаваемого постоянным магнитом, составляет

В, = -= — -(S — а --), (3) ио Т. Sz

47 r2 S, При V = const вихревой ток I

 — В . В этом случае поток ф вторичО

40 ного магнитного поля, созданного вихревым током через витки катушки 3, пропорционален величине

2 ф — ---(S — à --) (S + Н S ) (4) Но Т1 52

4Tг

1 ) 1

45 где И вЂ” магнитная проницаемость магнитомягкого материала магнитопровода.

Выражение (4) показывает, что вторичное магнитное поле в область катушки передается в основном через слой ячеистой структуры магнитопровода. При И >7 1 выражение для ф можно написать в виде.2

И I, 82 ф -=--(S — а --) u . S

4рг2 1 Я

55 (5) Величина зависит от соотношения площадей поперечного сечения магмагнитопровода соответственно;

S,S — площадь поперечного сечения магнита и магнитопровода для одной ячейки соответственно, 15 — магнитная постоянная.

Намагниченность I, определяется свойствами магнитотвердого вещества, иэ которого изготовлен постоянный магнит 2, и является постоянной вели20 чиной ° Направление намагниченности магнитопровода из магнитомягкого материала, окружающего постоянный магнит, противоположно направлению намагниченности постоянного магнита.

Величину I, можно оценить как (2) 2

D

0 15-0 3 э (6) — 0,15-0,30, d

Составитель В.Шульгин

Техред И.Попович Корректор О.Кундрик

Редактор И.Шулла

Заказ 288/48 Тираж 772 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.Про ектная, 4 з

13 нитопровода и магнита. Максимальное значение 4 имеет место при выполнен 1 нии условия -- = --- . Последнее выба ражение для линейных размеров поперечного сечения ячейки можно переписать с учетом разброса коэффициента а как где d — толщина стенки ячейки, D — максимальный линейный размер поперечного сечения ячейки.

Таким образом, ячеистая структура магнитопровода является более зффектинной для передачи вторичного магнитного поля к измерительной катушке при тех же размерах индукционноГо датчика.

6883 0

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Индукционный датчик, содержащий постоянный магнит, магнитопронод иэ магнитомягкого материала и измерительную катушку, расположенную на внешней поверхности магнитопровода, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности. магнитопровод выполнен в виде ячеистой структуры, постоянный магнит выполнен в виде отдельных стержней с длиной, равной длине магнитопровода, размещенных в каждой ячейке магнитопровода, а отношение толщины стенки ячейки к максимальному линейному размеру поперечного сечения ячейки составляет

20 где с — толщина стенки ячейки;

D — максимальный линейный размер поперечного сечения ячейки.