Устройство для неразрушающего контроля

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для определения толщины диэлектрического покрытия на ферромагнитных изделиях в форме пластин и лент, например на ленте электротехнической стали. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства, что достигается за счет обеспечения возможности измерения толщины немагнитного покрытия на ферромагнитном основании. В процессе работы данного устройства между полюсами U-образных магнитопроводов 1, 3 в зазоре 5 помещают контролируемое изделие 6 из ферромагнитного материала. Включается источник 12тока, создающий через компенсационную обмотку 4 магнитный поток, синфазный с магнитным потоком, создаваемым источником 11 тока и намагничивающей обмоткой 2. Схема устройства автоматически поддерживает заданную величину потока в магнитопроводе 1. За счет использования компенсационного принципа работы устройство позволяет обеспечить возможность по лучения выходного параметра, пропорционального толщине контролируемого покрытия, т.е. показания индикатора 13контролируемого параметра пропор- j циональны толщине диэлектрического :покрытия независимо от неравномерности толщины ферромагнитного основания , а также изменения его магнитных свойств, что способствует повышению точности измерений и расширяет функциональные возможности устройстства. 1 ил. СД Ьо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (111

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ 1"ЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ .К СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 41 20107/25-28 (22) 30.06.86 (46) 07.08.88. Бюл. У 29 (72) С.К, Водеников (53) 620,179.142.5.6(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1291910, кл. G 01 R 33!12, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО

КОНТРОЛЯ (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для определения толщины диэлектрического покрытия на ферромагнитных изделиях в форме пластин и лент, например на ленте электротехнической стали. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства, что достигается за счет обеспечения возможности измерения толщины немагнитного покрытия на ферромагнитном основании. В процессе работы данного устройства между полюсами U-образных магнитопроводов 1, 3 в зазоре 5 помещают контt5D401В7 10001ó270 ролируемое изделие б из ферромагнитного материала. Включается источник

12 тока, создающий через компенсационную обмотку 4 магнитный поток, синфазный с магнитным потоком, создаваемым источником 11 тока и намагничивающей обмоткой 2. Схема устройства автоматически поддерживает задан- . ную величину потока в магнитопроводе

1. За счет использования компенсационного принципа работы устройство позволяет обеспечить возможность получения выходного параметра, пропорцчонального толщине контролируемого покрытия, т.е. показания индикатора

l3 контролируемого параметра пропор,циональны толщине диэлектрического покрытия независимо. от неравномерности толщины ферромагнитного основания, а также изменения его магнитных свойств, что способствует повышению точности измерений и расширяет функциональные возможности устройстства.

1415043

Изобретение относится к методам йеразрушающего контроля и может быть

Использовано для определения толщины

Диэлектрического покрытия на ферромагнитных изделиях, выполненных в

5 виде пластин и лент, например, электроизоляционного покрытия на ленте электротехнической стали.

Целью изобретения является расши1 ение функциональных возможностей устройства эа счет измерения толщины немагнитного покрытия на ферромагнитном основании. на чертеже представлена структур- 15 ная схема предлагаемого устройства.

Устройство для неразрушающего онтроля содержит U-образный магниопровод 1 с намагничивающей обмот„ кой 2, второй U-образный магнитопро- 20 вод 3 с компенсационной обмоткой 4, yñòàHîâëåHíûå торцами навстречу друг фругу с зазором 5, предназначенным фля размещения в нем контролируемоГо изделия 6, измерительную обмотку 25 размещенную на первом U-образном магнитопроводе 1, расположенный между стержнями U-образных магнитопроВодов 1 и 3 в зоне рабочего зазора

5 датчик 8 потока, соединенный с ним 30

Индикатор 9 магнитного потока, токосъемный резистор 10, первый и второй источники 11 и 12 тока, к выходам

Которых подключены соответственно намагничивающая и компенсационная обмотки 2 и 4, индикатор 13 контролируемого параметра, вычитающий блок

14, подключенный к его входу, второй индикатор 15 магнитного потока, второй и третий вычитающие блоки 16 и 17.щ блок 18 задания потока, блок 19 задания магнитодвижущей силы, .масштаби" .дующий блок 20 и два выпрямителя

2l и 22, при этом измерительная об" мотка 7 через первый выпрямитель 21 подключена к первому входу второго вы- читающего блока 16, второй вход которого соединен с выходом блока 18, а выход второго вычитающего блока 16 соединен с управляющим входом первого источника 11 тока, второй выпрямитель 22 входом соединен с намагничивающей обмоткой 2 и ToKocúåìíûì резистором 10, а выходом — с первыми входами первого и третьего вычитающих блоков 14 и 17, выход последнего соединен с вторым индикатором 15 потока, а выход блока 19 задания магнитодвижущей силы подключен к второму входу третьего вычитающего блока

17 и через масштабирующий блок 20— к второму входу первого вычитающего блока 14, Устройство для неразрушающего контроля работает следующим образом.

В калибровочном цикле, который осуществляется с целью подготовки устройства к работе, магнитопроводы

1 и 3 замыкают друг с другом (без пластины с электроизоляционнык покрытием), в результате чего образуется замкнутая магнитная цепь. При этом протекание переменного синусоидального тока с амплитудой I no намагничивающей обмотке 2 от источника ll тока, при отключенном источнике 12, вызывает перемагничивание идентичных магнитопроводов 1 и 3 с амплитудой магнитного потока равной Ф, что обуславливает появление в измерительной обмотке 7 переменной ЭДС, которая преобразуется выпрямителем 21 в постоянный уровень напряжения U = К Ф где К, — коэф1 1 1 фициент пропорциональности, зависящий от параметров обмотки 7 и выпрямителя 21. Уровень 3 поступает на второй вход второго вычитающего блока 16, на первом входе которого с помощью блока 1ф задания потока устанавливает уровень напряжения

U = К Ф, где Ф вЂ” заданное для работы устройства оптимальное значение магнитного потока. При этом pasностный сигнал с выхода вычитающего блока 16 воздействует через управляющий вход на источник ll тока таким образом, что в замкнутой магнитной цепи устанавливается значение потока с амплитудой Ф = Ф, что соответствует нулевому уровню на выходе вычитающего блока 16, Для рассматриваемой магнитной цепи и установившемся режиме (Ф=Ф ) о справедливо соотношение

F = Ф 2F где F — значение магнитодвижущей

1 силы (ЩС), создаваемой источником 1) в обмотке 2,  — магнитное сопротивление магм нитопровода 1 (или идентичного ему магнитопровода 3) при амплитуде магнитного потока равной Ф

Переменное напряжение с токосъемного резистора 10, пропорциональное

3 141 величине МДС Г, преобразуется выпрямителем 22 в постоянный уровень напряжения, поступающий на первый вход третьего вычитающего блока 17 и равный U = К F где К 2 — коэффициент пропорциональности, зависящий от числа витков обмотки 2, сопротивления токосъемного резистора 10 и коэффициента передачи выпрямителя 22. На выходе блока 19 задания МДС и соответственно íà втором входе третьего вычитающего блока 17 устанавливают уровень постоянного напряжения, равный уровню U 3, что соответствует нулевому уровню на выходе вычитающего блока 17 и соответственно нулевому показанию индикатора 15. Уровень U,. преобразуется масштабирующим блоком

20 в уровень

13 = К-"

4 22 или в соответствии с соотношением (1)

17, = К Фо " > (2) который поступает на второй вход первого вычитающего блока 14.

Таким образом, в процессе подготовки устройства к работе на втором входе первого вычитающего блока 14 формируется постоянный уровень напряжения, пропорциональный величине магнитного сопротивления R магнитопровода 1 при амплитуде потока в магнитопроводе Ф = Ф

В процессе измерений между полюсами магнитопроводов 1 и 3 в зазор 5 помещается контролируемое изделие б из ферромагнитного материала с диэлектрическим покрытием и включается источник 12 переменного тока, создающий через компенсационную обмотку 4 .переменный магнитный поток, синфазный с магнитным потоком, создаваемым источником ll (благодаря подключению источников ll и 12 к одному источнику напряжения). Изменением амплитуды тока источника 12 достигается равенство нулю магнитного потока в ферромагнитном изделии 6, что соответствует эквипотенциальности точек а и Ъ и соответственно отсутствию сигнала на выходе датчика 8 потока и нулевому показанию индикатора 9 нуля. При этом схема автоматического поддержания заданной величины потока в магнитопроводе 1, обеспечивает амплитуду потока Ф = Ф в первом магнитопрово5043 ф де 1, а значит н равенство магнитного сопротивления магнитопровода 1 величине Н

В связи с эквипотенцнальностью то чек а и b для замкнутой магнитной цепи, образованной магнитопроводом 1, ферромагнитньпч изделием 6 и участками диэлектрического покрытия под полюса10 ми магнитопровода l, справедливо соотношение

F -Ф (R +2R), (3) где В „ — магнитное сопротивление

l5 участка диэлектрического покрытия под одним полюсом магнитопровода 1;

F — значение магнитадвижущей

2 силы в обмотке 2, обеспечивающее поток Ф в магнитоо проводе 1 при отсутствии потока в изделии 6 °

На выходе выпрямителя 22 формируется уровень постоянного напряжения

25 11 = К F вычитающего блока 14, на

5 2 2. втором входе которого в процессе подготовки устройства к работе установ". лен уровень напряжения

=к —

Ф 22

30

2 или с учетом соотношений (1) и (3)

"6 К2 Фо 23п (4)

С учетом того,что магнитное сопротивление R„ определяется известным соотношением

45 где 1

S — толщина покрытия, — площадь сечения полюса маг" нитопровода 1, 50 — магнитная постоянная, показания индикатора 13 пропорциональны толщине диэлектрического покрытия с точно известным коэффициентом пропорциональности.

В данном устройстве обеспечивается независимость результатов от вари" аций толщины контролируемого изделия и его магнитных свойств путем исклюВ результате на выходе первого вычитающего блока 14 и соответственно на входе индикатора 13 толщины покрытия формируется уровень постоянного напря35 жения

14) 5043 чения их иэ числа факторов, определя ющих выходной параметр, что позволяет осуществить компенсационный принцип работы устройства.

Формула изобретения

Составитель А. Черных

Техред A.ÊðàB÷óê Корректор H. Король

1?едактор В. Бугренкова

Заказ 3861/36

Тираж 680

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

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

Устройство для неразрушающего контроля, содержащее U-образный магнитопровод с намагничивающей обмоткой и второй U-образный магнитопровод с компенсационной обмоткой, установленные торцами навстречу друг ,.другу с зазором, предназначенным

,для размещения в нем контролируемо,го изделия, измерительную обмотку, размещенную на первом U-образном.

:магнитопроводе, расположенный между стержнями U-образных магнитопроводов ! в зоне рабочего зазора датчик потока, соединенный с ним индикатор маг.нитного потока, токосъемный резис тор, первый и второй источники тока, выходам которых подключены соот ветственно намагничивающая и компен аационная обмотки, индикатор контролируемого параметра, вычитающий блок и подключенный к его выходу индикатор контролируемого параметра, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет измерения тол5 щины немагнитного покрытия на ферромагнитном основании, оно снабжено вторым индикатором магнитного потока, вторым и третьими вычитающими блоками,блоками задания потока, блоком задания магнитодвижущей силы,масштабирующим блоком и двумя выпрямителями, измеритепьная, обмотка через первый выпрямитель подключена к первому входу второго вычитающего блока, вто15 рои вход оторого соедин н с выхо дом задания потока, а выход второго вычитающего блока соединен с управляющим входом первого источника тока, выпрямитель входом соединен с намаг20 ничивающей обмоткой и токосъемным резистором, а выходом — с первыми входами первого и третьего вычитающих блоков, выход соединен с вторым индикатором потока, а выход блока задания магнитодвижущей силы подключен к второму входу третьего вычитающего блока и через масштабирующий блок — к второму входу первого вычитающего блока.