Преобразователь для контроля механических свойств движущихся малогабаритных ферромагнитных изделий

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю изделий электромагнитным методом и может быть использовано для контроля твердости движущихся малогабаритных ферромагнитных изделий. Целью изобретения является повышение достоверности контроля за счет устранения влияния на результаты контроля непараллельности вектора остаточной индукции относительно оси преобразователя при движении изделия. Цель достигается за счет конструктивного выполнения и размещения катушек преобразователя, а также за счет включения обмоток этих катушек. Преобразователь содержит две пересекающиеся под углом 90° и включенные последовательно-встречно катушки 1,2 индуктивности, две дополнительные катушки 3,4, имеющие автономные выводы, плоскости которых пересекаются под углом 90°. Линии пересечения плоскостей каждой пары взаимно перпендикулярны и пересекаются в точке, лежащей на оси симметрии преобразователя. Все катушки образуют окно для прохождения изделия. 3 ил.

А1

/80 (с)) 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

yg-" * "-ф.., фф,",„СОЮЗ СОВЕТСКИХ вЂ” СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ :.—

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

К АBTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3948943/25-28 (22) 24.06.85 (46) 23.08.89; Бюл. N 31 (71) Институт прикладной физики

АН БССР (72) С.Г.Сандамирский (53) 620.179.14(088.8) (56) Авторское свидетельства СССР

Х 847177, кл, G 01 N 27/90, 1981.

Сборник докладов VIII Всесоюзной научно-технической конференции по неразрушающим физическим методам и средствам контроля. Ч. 2 (а). — Кишинев, 1977, с. 220-223. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ КОНТРОЛЯ

МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ДВИЖУЩИХСЯ МАЛОГАБАРИТНЫХ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к неразрушающему KoHTpoJllo изделий электромагнитным методом и может быть использована для контроля твердости движущихся малогабаритных ферромагнитных

„„SU „„1502999

2 иэделий. Целью изобретения является повышение достоверности контроля эа счет устранения влияния на результаты контроля HEIIBpBJIJIeëüíîñòè вектора остаточной индукции относительно аси преобразователя при движении иэделия. Цель. достигается эа счет конструктивного выполнения и размещения катушек преобразователя, а также эа счет включения обмоток этих катушек.

Преобразователь содержит две пересекающиеся пад углом 90 и включенные последовательно-встречно катушки 1, 2 индуктивности, две дополнительные катушки 3, 4, имеющие автономные выводы, плоскости которых пе0 ресекаются пад углом 90 . Линии пересечения плоскостей каждой пары взаимно перпендикулярны и пересекаются в точке, лежащей на оси симметрии преобразователя. Все катушки образуют окно для прохождения изделия. 3 ил .

1502999

Изобретение относится к нераэрушающему контролю изделий электромагнитным методом и может быть использовано для контроля твердости движущихся малогабаритных ферромагнитных изделий.

Целью изобретения является повышение достоверности контроля за счет устранения влияния на результаты кон- 10 троля непараллельности вектора остаточной индукции относительно оси преобразователя при движении изделия.

На фиг.1 представлена схема расположения катушек преобразователя, 15 на фиг.2 — схема расположения введен. ной декартовой системы координат

0XYZ одиночных векторов i j направленных вдоль декартовых осей и вектора Ф магнитного потока в конт- 20 ролируемом иэделии при прохождении его через общий центр 0 катушек преобразователя, на фиг.3 — схема включения катушек преобразователя.

Преобразователь содержит катушку 1 индуктивности, расположенную в плоскости контура БДЗВБ, катушку

2 — в плоскости контура АЕЖГА, катушку 3 индуктивностп, расположенную в плоскости контура АЗЖБА, и катушку

4 — в плоскости контура ГДЕВГ. Направление обмоток всех катушек соответствует указанному направлению обхода контура. Обмотки катушек 1 и 2 включены последовательно-встречно, 35 т.е. так, что пространственно-однородное изменение составляющей магнитного поля, параллельной оси движения изделий, не вь эывает появления результирукнцей ЭДС. Их выводы являются . 40 первым выходом преобразователя.

Выводы автономных катушек 3 и 4 образуют третий и четвертый выходы преобразователя. !!ентры всех катушек совмещены в точке О, лежащей на оси 45 симметрии преобразователя.

Центр декартовой системы координат находится в точке О, ось совпадает с осью движения и лений, ось Х направлена вдоль линии пересечения плос- 50 костей АНЖУ и В! ДЕ, а ось 7 направлена вдоль линни пересечения плоскостей БВЗД и АГЖЕ. Тогда единичные векторы нормалей к плоскостям расположения катуик к преобра ователя зашпцутся 55 следующим ос рэ.« м:

/)

n =- -; — — t + 1) т

42

nð=-- (i+k);

-э J2 п = -- (-j + k);

r- (z х). ,Гг — (-Y + Z) г

Э у

Ф = (Ф п ) г (3) Ф р

Ф = (Ф и,) Й

Ф = (Ф п4) - — (У + Z).

4 2

Значения N<, Nz Из ° N4, числа витков соответственно первой, второй, третьей и четвертой катушек 1-4,преобразователя, а К, К и К - коэффициенты передачи измерительных каv налов, осуществляющих указанную обработку сигналов преобразователя и подключенных соответственно к его первому, второму и третьему выходам.

Тогда величины 04, U<, U проинтегрированных сигналов на выходах измерительных каналов равны (учитывая встречное включение первой и второй катушек):

U, - К,is,e, — Ы,Ф, ;

ПЗ КЗ1 4 Ф4 °

J2 и = — (j +k), (1)

Преобразователь работает следующим образом.

Контролируемое изделие (не показано) в процессе своего движения намагничивается, проходя сквозь намагничивающую катушку (не показана), и движется дальше в намагниченном состоянии. Величина остаточного магнитного потока в контролируемом изделии определяется контролируемыми механическими свойствами и подлежит измерению. При движении сквозь катушки преобразователя контролируемое иэделие наводит в них ЭДС, которая возникает на трех выходах преобразователя.

Вектор остаточного магнитного потока в контролируемом иэделии при его прохождении через точку 0 имеет произвольную ориентацию

Ф = х1 + у3 + Zk. (2)

Проекции Ф,, Ф, Ф, Ф4 этого век- тора на направления нормалей к плоскостям расположения катушек 1-4 преобразователя равны

Гг

Ф = (Ф.n ) — (2 — Х)

4 2

5 1502999 6

Пусть числа витков в катушках пре- в первой и второй катушках преобраэо1 I образователя и коэффициенты передачи вателя из условия N = N = N/ Г2 или

1 г измерительных каналов одинаковы: при установке коэффициента передачи

N1 =N2 МЗ=N<=Nt первого измерительного канала К1

Кг=Кз =К (5) равным К = К/,/2.

Тогда вместо (4), учитывая (3) и (5), получают Результирующий сигнал Uреу пропор

U = -Г2 ИЧХ ционален абсолютной величине векто&Ъ.А11Ъ t

10 ра Ф остаточного магнитного потока

U — KN(Z — Y)

; 2 (6) в контролируемом изделии и не зависит

2 2

U — KN(Z + Y) .

Г2

Производят над значениями сигналов U<, U<, Vg функциональную обработку вида (7) U РЕЗ

& 7 Л. & . (8)

Аналогичный результат,можно получить и при использовании функциональной обработки вида !

U Uz + Р + Р ..(9)

РИЗ t Л Ю ! при выборе количества витков N, и М

Фиг 5

Составитель А.Бодров

Техред М.Ходанич Корректор С.Черни

Редактор H.Ðîãóëè÷

Заказ 5079/54 Тираж 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101

Такая функциональная обработка может быть осуществлена аналоговым вычислительным блоком, если сигналы

17 - U3 представлены на выходах измерйтельных каналов в виде аналоговых напряжений, или цифровым вычислительным блоком, если сигналы Ut — Пд представлены на выходах измерительных каналов в цифровой форме. Учитывая ,(6), для результирующего сигнала получают от его ориентации при прохождении преобразователя ° Поэтому повороты иэделий при движении вдоль направляю15 щей трубки или желоба не сказываются на результатах измерения величины остаточного магнитного потока в иэделиях и, следовательно, на результатах контроЛя их механических свойств.

Формула изобретения

Преобразователь для контроля механических -свойств движущихся малогаба25 ритных ферромагнитных изделий, содержащий две идентичные катушки индуктивности с окнами для прохожденияконтролируемого иэделия, включенные последовательно встречно, о т л и

30 ч а ю шийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, он снабжен двумя идентичными автономными катушками индуктивности, катушки каждой пары расположены в пересекао ющихся ttog углом 90 плоскостях, линии пересечения плоскостей каждой пары взаимно перпендикулярны и пересекаются в точке, лежащей на оси симметрии преобразователя.