Электропотенциальный преобразователь для измерения параметров дефектов

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для измерения глубины поверхностных трещин в электропроводящем материале. Цель изобретения - повышение чувствительности. В преобразователе создана вторая токовая цепь, позволяющая регулировать градиент распределения плотности тока по толщине контролируемого объекта. В процессе измерения преобразователь устанавливается на участок с выявленной трещиной. Ток через токоподводящие электроды регулируется до получения надежно регистрируемого уровня добавочного напряжения, обусловленного влиянием трещины. Конструкция потенциальных электродов в виде полых трубок обеспечивает минимальное расстояние между потенциальными и токоподводящими электродами при высокой стабильности этого расстояния. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (11) А1 (51)5 С 01 N ? i/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4602962/25-25 (22) 05.11.88 (46) 23.09.90. Бюл. Р 35 (71) Московский институт приборостроения (72) П.Н.Шкатов, А.С.Кутовой, В.А.Щеглов и В.Е.Ыатерников (53) 543.247 (088.8) (56) Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий: Справочник. Кн,2./Под ред. В.В.Клюева.—

М. Машиностроение, 1986, с.175.

Заявка Японии Р 61-296553, кй. G 01 N 27/20, 1987. (54) ЭЛЕКТРОПОТЕ11ЦИАЛЫЫЙ ПРЕОЬРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ ИЗМЕРЕ11ИЯ ПАРАМЕТРОВ ДЕФЕКТОВ (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть исИзобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для измерения параметров дефектов в электропроводящих объектах. Цель изобретения — повышение чувствительности.

На фиг.1 схематически показана конструкция электропотенциального преобразователя для измерения параметров дефектов; на фиг.2 — графики изменения сигнала на выходе преобразователя под воздействием трещин; на фиг.3 и 4 — графики изменения относи- . тельного сигнала электропотенпиального преобразователя.

2 пользовано для измерения глубины поверхностных трещин в электропроводящем материале. Цель изобретения— повышение чувствительности. В преобразователе создана вторая токовая цепь, позволяющая регулировать градиент распределения плотности тока по толщине контролируемого объекта.

В процессе измерения преобразователь устанавливается на участок с выявленной трещиной. Ток через токоподводя" щие электроды регулируется до получения надежно регистрируемого уровня добавочного напряжения, обусловленного влиянием трещины. Конструкция потенциальных электродов в виде полых трубок обеспечивает минимальное расстояние между потенциальными и токоподводящими электродами при высокой стабильности этого расстояния. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. б

Электропотенциальньп преобразователь для измерения параметров состоит из внутренней пары электродов 1 и 2, выполненных в виде полых трубок со срезами на рабочих торцах, электро дов 3 и 4 средней пары, каждый из которых размещен во внутренней полости соответственно электродов 1 и

2 внутренней пары, внешних электродов 5 и 6, изоляционных втулок 7 и

8, размещенных между электродами 1, 3 и 2, 4 соответственно, обойму, образованную крышкой 9 и корпусом

10, упругие элементы 11-14, подпружинивающие электроды 3-6. Срезы на

1594407 рабочих торцах электродов 1 и 2 выпал

1 нены так, что наиболее удаленные от обоймы точки электродов 1 и 2 обра-* щены друг к другу. Электроды 1 и 2 внутренней пары жестко связаны с крышкой 9 обоймы, а длина выступающих частей электродов 3, 4 и 5, 6 внешней и средней пар больше длины выступаюших частей электродов 1 и 2 внутренней пары. Поперечные сечения S„ электродов 5 и 6 внешней пары и поперечные сечения S электродов 3 и 4 средней пары рекомендуется выбирать иэ оотношения 0,05 66 Б /Ь „ 0,25. Рекомендуется упругие элементы 11 и 12, йодпружинивающие внешнюю пару электродов 5 и 6, выполнять с рабочим усилием F, выбираемым из соотношеНия 2 (F,/P (10, где à — рабочее усилие, создаваемое упругими электродами 3 и 4 средней. пары.

Электроды 1 и 2 используются как потенциальные, а электроды 3-6 - как

Токоподводящие. Все электроды 1-6 25 расположены вдоль общей линии, а эл:ектроды 3-6 каждой пары симметрично расположены относительно центра.

Преобразователь работает следующим образом..

ЗО

Электропотенциальный преобразоваТель устанавливают на поверхность

4 объекта с дефектом в виде трещины.

При этом потенциальные электроды 1 и

2 устанавливаются по разные стороны трещины на линии, перпендикулярной к ее следу, и симметрично относительно нее. Токоподводящие электроды 3, 4 и 5, 6 подключаются к двум источникам тока (не показаны), по меньыей

40 мере один из которых регулируемый.

Рекомендуется регулируемым выпол:—

Нять источник тока I подключаемый к электродам 3 и 4. Йсточник тока I.< подключаемый к электродам 5 и 6, может быть нерегулируемым с рабочим током Х = 5-20 А.При взаимодействии с глубокими трещинами напряжение U<, между потенциальными электродами 1 и

2 существенно отличается от напряже.— ния П между этими же электродами на бездефектном участке изделия. Поэтому разность напряжений регулируется с достаточной точностью при про. 1пускании только тока I . .По мере уменьшения глубины и трещины разность д П = п П также уменьшается ,и может быть меньше порогового напряжения, регистрируемого электронным блоком (не показан), подключенным к потенциальным электродам 1 и 2.

Увеличивая ток 1 через токоподводящие электроды 3 и 4 можно обеспечить требуемую для надежной регистрации величину л П, Как видно из фиг.2 с увеличением отношения I /I абсолют.—

T 2 ная чувствительность преобразователя непрерывно растет. Однако, как следует из фиг.3 и 4, при этом непрерывно падает относительная чувствительность преобразователя, определяемая

U - U величиной --й — Е . Слецователвно, Ug ток I должен регулироваться и уста2 навливаться, исходя из компромисса между абсолютной и относительной чувствительностями.

Увеличение тока I 2 в определенной степени по достигаемому эффекту эквивалентно уменьшению расстояния между токовыми электродами 5 и 6.

В предельном случае, когда ток I2 создает электрическое поле Е 2 суцественно превышающее поле Е тока I г на контролируемом участке, характеристики предлагаемого преобраз ователя совпадают с характеристиками преобразователя, имеющего только токоподводящие электроды 3 н 4. Величина Е зависит от расстояния R 2 между электродами 3 и 4. Поэтому для расширения диапазона изменения относительной и абсолютной чувствительностей преобразователя следует стремиться размещать токоподводяцие электроды 3 и 4 как можно ближе к потенциальным электродам 1 и 2. Однако при этом расстояние между соседними электродами должно быть жестко. задано.

Кроме того, все электроды 1-6 одновременно в момент измерения должны контактировать с поверхностью контролируемого изделия. Перечисленным требованиям в наибольшей степени отвечает предлагаемая конструкция.

Выполнение соседних потенциального и токоподводящего электродов в виде стержня, вложенного в трубку, обеспечивает требуемую механическую жесткость даже при весьма малом расстоянии между точками контактирования этих электродов. Благодаря тому, что расстояние R„ между электродами 3 и

4 существенно меньше расстояния R z между электродами 5 и 6, максимальный ток I составляет не более 10Х тока I.. Это позволяет площадь S-5 15944 поперечного сечения электродов 3 и 4 выбирать существенно меньшей площади

Ь, поперечного сечения электродов 5 и 6 в соответствии с соотношением

0,05(Ь /S 0,25. При меньших соотношениях S )S, электроды 3 и 4 не вы, держивают необходимого усилия F, создаваемого упругими элементами 13 и 14 соответственно без деформации, приводящей к изменению расстояния R„.

Большие отношения S /S приводят к увеличению габаритов электродов. В соответствии с рекомендуемым соотношением Б /Б и с учетом соотношения 15

I /I «с0,1 целесообразно усилия Р

1 и Г, выбирать из условия 2 Г„/Г 40.

Дри большей величине Г /Р не обес1 1 печивается надежный электрический контакт между электродами 3 и 4 и поверхностью контролируемого объекта, @ при меньших значениях Г /1 требу1 1 ется увеличение площади поперечного сечения электродов 3 и 4.

2. Преобразователь по п.1, о т -. л и ч а ю щ и, и с я тем, что,электро20 ды внутренней пары жестко связаны. с обоймой, а длина выступаюцих частей электродов внешней и средней пар больше длины выступающих частей электродов внутренней пары.

25 3. Преобразователь по п. 1, о т— л и ч а ю шийся тем, что поперечные сечения электродов внешней пары и электродов средней пары выбраны из соотношения 0,05 < /S 0,25, 1

3О где. S u S — площади поперечных се-.

1 2 чений электродов внеш-. ней и средней пар соответственно.

Формула изобретения

1. Злектропотенциальный преобразователь для измерения параметров дефектов, содержащий три пары электродов, установленных в общей обойме, упругие элементы, подпружиниваюцие электроды, электроды каждой IIBDbl

77 15 симметрично расположены относительно центра преобразователя и расположены вдоль общей линии, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения чувствительности, внутренняя пара электродов выполнена в виде полых трубок со срезами на рабочих торцах, ориентированными так, что наиболее удаленные от обоймы точки электродов обращены друг к другу, каждый из электродов средней пары размещен во внутренней полости соответствуюшего электрода внутренней пары и электрически изолирован относительно него.

1594401

1594407

Составитель И.Соколов

Редактор С.Пекарь

Техред М.Ходанич Корректор М.Шароши

Заказ 2824 Тираж 513 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