Накладной вихретоковый преобразователь для неразрушающего контроля

 

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для неразрушающего вихретокового контроля параметров ферромагнитных и электропроводных материалов, для измерения магнитной проницаемости, электропроводности, а также твердости и других параметров, в том числе и для контроля толщины изоляционных покрытий на движущихся проводниках. Цель изобретения - повышение точности за счет отстройки сигнала преобразователя от влияния отклонения от нормали к контролируемой поверхности - достигается за счет того, что накладной вихретоковый преобразователь со стержневым магнитопроводом имеет призматический концентратор на конце, ребро которого расположено в рабочей зоне, а грани составляют угол 25-35° с осью стержневого магнитопровода, а также ограничитель отклонения в виде прямоугольной пластины шириной Ь0, закрепленной перпендикулярно оси магнитопровода на высоте h от оебра концентратора, выбранной из условия h bo/2 tg Д где /8 15-20°. 3 ил. СО с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ Е СКИХ

РЕСПУБЛИК (s>)s G 01 M 27/90

ГОСУДА P СТВ Е ННЫ и КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4739038/28 (22) 18.09.89 (46) 15.09.91. Бюл. No 34 (71) Запорожский центр научно-технического творчества молодежи (72) В,И.Чаплыгина, В.А.Калика, А.Я,Ходос, В.И.Чаплыгин, Н.Ф,Потапова, Ю,Н.Лыгин и О.В.Гончар (53) 620.179.14 (088.8) (56) Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Справочник, кн,2.

Под ред. В,В,Клюева, М.: Машиностроение, 1986, с, 126.

Герасимов В.Н, и др. Неразрушающий контроль качества изделий электромагнитным методом. М.: Энергия, 1978, с. 165. (54) НАКЛАДНОЙ ВИХРЕТОКОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для неразрушающего вихретокового контроля Изобретение относится к области изме. рительной техники и может использоваться для неразрушающего вихретокового контроля параметров ферромагнитных и электропроводных материалов, для измерения магнитной проницаемости, электропроводности, а также механических напряжений, твердости и других параметров, в том числе и для контроля толщин изоляционных покрытий на движущихся проводниках, когда неизбежны колебания преобразователя относительно нормали к поверхности изделия.

Цель изобретения — повышение точности за счет отстройки сигнала преобразова5U 1677608 А1 параметров ферромагнитных и электропроводных материалов, для измерения магнитной проницаемости, электропроводности. а также твердости и других параметров, в том числе и для контроля толщины изоляционных покрытий на движущихся проводниках, Цель изобретения — повышение точности за счет отстройки сигнала преобразователя от влияния отклонения от нормали к контролируемой поверхности — достигается за счет того, что накладной вихретоковый преобразователь со стержневым магнитопроводом имеет призматический концентратор на конце, ребро которого расположено в рабочей зоне, а грани составляют угол 25-35 с осью стержневого магнитопровода, а также ограничитель отклонения в виде прямоугольной пластины шириной оо, закрепленной перпендикулярно оси магнитопровода на высоте h от оебра концентратора, выбранной из условия h = bp/2 tg p, где p =

= 15-200. 3 ил. теля от влияния отклонения от нормали к контролируемой поверхности.

На фиг,1 показана конструкция накладного вихретокового преобразователя для неразрушающего контроля; на фиг.2 — физическая модель взаимодействия полей рассеяния преобразователя в области полюса с контролируемым материалом; на фиг.3— расчетная зависимость коэффициента К от угла отклонения преобразователя относительно нормали к поверхности контролируемого материала.

Накладной вихретоковый преобразователь для неразрушающего.контроля содержит стержневой магнитопровод 1

1677608 прямоугольного сечения с размещенными на нем возбуждающей обмоткой 2, подключенной к источнику 3 переменного тока, и измерительной обмоткой 4, подключенной к измерительному прибору 5. Магнитопровод 1 имеет на одном конце концентратор 6 в виде призмы, ребро которой расположено в рабочей зоне, а грани 7, 8 составляют угол

25-35 с осью магнитопровода 1, На магнитопроводе 1 вблизи концентратора 6 закреплен ограничитель 9 отклонения магнитопровода 1 относительно нормали 1 — I к контролируемой поверхности 10. Ограничитель 9 представляет собой прямоугольную пластину, широной bp, которая закреплена перпендикулярно оси магнитоправода на высоте h от ребра концентратора. Высота h выбирается иэ соотношения h= bp/2 tg P, где j3 — угол между плоскостью, проходящей через ребро концентратора и ближайшее к нему ребро пластины, и плоскостью, перпендикулярной к оси магнитопровода и проходящей через; ребро концентратора, и составляет 15-20О.

Преобразователь работает следующим образом.

Преобразователь устанавливают на контролируемую поверхность 10, возбуждающую обмотку 2 подключают к источнику 3 переменного тока и по величине напряжения, зафиксированного измерительным прибором 5, определяют контролируемый параметр, например толщину лаковой изоляции на изделии, пользуясь тарировочным графиком, Фиг.2 и 3 поясняют принцип работы преобразователя, позволяющий практически полностью избавиться от влияния перекосов магнитопровода в пределах

+- (15-20)0, Так как под ребром концентратора неизбежен установочный зазор Л(при измерении физико-механических параметров) или эквивалентная зазору толщина покрытия Ьп, то проводимость воздушной среды между поверхностями ребер (на фиг.2 для упрощения показана только одна область проводимости) и контролируемой поверхностью 10 можно представить как проводимость о между двумя фиктивными полюсами 11 и 12 с шириной, равной ширине магнитопровода Ьп, длиной Icp, располо-. женными друг к другу под углом а, Приняв, . что линии магнитной индукции между полю10

55 сами 11 и 12 представляют собой дуги окружностей радиусами Rt u Rg с центром О, лежащим на ребре концентратора, для проводимости озапишем

Ьп R2

+ =/43 In

В1

Rz

Так как ро Ь, lp величина постоянВ! ная. то проводимость будет определяться

1 значением коэффициента К = —. Как следуа ет из фиг, 3, в зависимости К = р(а) есть область, где функция К=p(a) приближается к линейной. В области значения угла

a = 55-65 его изменения в пределах

+(15-20) будут компенсировать изменения проводимости a ö и 0 !ö в областях 11 и

ill, так как отклонение преобразователя от нормали Н! на угол — Лац вызовет изменение угла а!ц на +Ланд. Так как

1 Ла ц 1 =! h.a ц! I, то суммарная проводимость в пределах +. (15-20) не изменится.

Указанные пределы изменения обеспечиваются размерами, формой и расположением ограничителя отклонения.

Формула изобретения

Накладной вихретоковый преобразователь для неразрушающего контроля, выполненный в виде стержневого магнитопровода с концентратором на одном конце и размещенных на нем возбуждающей и измерительной обмоток, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности за счет отстройки сигнала преобразователя от влияния отклонения от нормали к контролируемой поверхности, он снабжен ограничителем отклонения, магнитопровод выполнен прямоугольного сечения, концентратор представляет собой призму, ребро которой расположено в рабочей зоне, а грани составляют угол 25-35 c осью стержневого магнитопровода, ограничитель отключения представляет собой прямоугольную пластину шириной Ьо, закрепленную перпендикулярно оси магнитопровода на высоте h от ребра концентратора, выбранной из соотношения h = Ьо/2tg Р, где P — угол между плоскостью, проходящей через ребро концентратора и ближайшее к нему ребро пластины, и плоскостью, перпендикулярной оси магнитопровода и проходящей через ребро концентратора, и составляет 15 — 20 .

1677608

1677608

0,08 о,ав

0,ОЧ

0,02

О

Составитель И.Кесоян

Редактор О,Спесивых Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова

Заказ 3110 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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