Накладной вихретоковый преобразователь для контроля параметров металлических изделий

 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к неразрушающим методам контроля, и может быть использовано для контроля электромагнитных, физико-механических и геометрических параметров ферромагнитных и электропроводящих материалов. Цель изобретения - повышение достоверности контроля за счет отстройки от влияния отклонения преобразователя от нормали к поверхности контролируемого изделия. В накладном вихретоковом преобразователе для контроля параметров металлических изделий, содержащем двухщелевой составной магнитопровод,. выполненный из двух идентичных сердечников 1, 2, скрепленных симметрично относительно вертикальной оси си мметрии, с размещенными на нем возбуждающей катушкой, подключенной к источнику 7 переменного тока, и измерительной катушкой, подключенной к измерительному прибору 8, магнитопровод выполнен с цилиндрической рабочей поверхностью , оба сердечника по всей высоте и ширине, включая щели, разделены электропроводящей пластиной 9. Возбуждающая катушка и измерительная катушка выполнены каждая из двух последовательно согласно включенных секций 3, 4 и 5, 6. 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„ Ы „„1698740 А1 (я)5 G 01 N 27/90

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР к " .";" ф iгЩ . И I;

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) НАКЛАДНОЙ ВИХРЕТОКОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ КОНТРОЛЯ. ПАРАМЕТРОВ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике, а именно к неразрушающим методам контроля, и может быть использовано для контроля электромагнитных, физико-механических и геометрических параметров ферромагнитных и электропро(21) 4757410/28 (22) 09.11.89 (46) 15.12.91. Бюл. йг 46 (71) Запорожский центр научно-технического творчества молодежи ° (72) В.И.Чаплыгин, B,È.×åðíåíêî„Â,A.Капика, Н.Ф.Потапова, lO.A,ÑàõàðoB и В.И.Чаплыгин (53) 620.179.14 (088,8). (56} Герасимов B.Ã. и др. Методы и приборы. электромагнитного контроля промышленных изделий, М„Энергоатомиздат, 1983, с, 123-124, водящих материалов. Цель изобретения— повышение достоверности контроля эа счет отстройки от влияния отклонения преобразователя от нормали к поверхности контролируемого изделия, B накладном вихретоковом преобразователе для контроля параметров металлических изделий, содер>кащем двухщелевой составной магнитопровод,. выполненный из двух идентичных сердечников 1, 2, скрепленных симметрично относительно вертикальной оси симметрии, с размещенными нэ нем возбуждающей катушкой, подключенной к источнику 7 переменного тока, и измерительной катушкой, подключенной к измерительному прибору 8, магнитопровод выполнен с цилиндрической рабочей поверхностью, оба сердечника по всей высоте и ширине, включая щели, разделены электропроводящей пластиной 9, Возбуждающая катушка и измерительная катушка выполнены кэ>кдая из двух последовательно согласно включенных секций 3, 4 и 5, б. 1 ил.

1698740 д= л ициу

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к неразрушающим методам Kîíòðoëÿ, и может быть использовано для контроля электромагнитных, физико-механических и геометрических параметров ферромагнитных и электропроводящих материалов, например магнитной проницаемости, злектропроводности, толщин покрытий, твердости, элементов химсостава, Цель изобретения — повышение достоверности контроля за счет отстройки от влияния отклонения преобразователя от нормали к поверхности контролируемого изделия.

На чертеже показана конструкция накладного вихретокового. преобразователя для контроля параметров металлических изделий, Устройство содержит замкнутый двухщелевой магнитопровод, состоящий из двух идентичных сердечников 1, 2, на которых размещены возбуждающая катушка индуктивности из двух последовательно согflBcHc включенных секций 3, 4 и измерительная катушка индуктивности из двух последовательно согласно включенных секций 5 и 6, Возбуждающая катушка подключена к источнику 7 переменного тока, измерительная катушка подключена к измерительному прибору 8. Оба сердечника между собой по всей высоте и ширине, включая обе щели, разделены электропроводящей пластиной 9. Полюс магнитопровода преобразователя выполнен цилиндрическим с образующей, параллельной направлению щели, а толщина t пластины выбрана из условия t 2д, где д — глубина и роникновения электромагнитного полл в материал электропроводящей пластины.

Накладной вихретоковый преобразователь для контроля параметров металлических изделий при использовании преобразователя устанавливается на поверхность контролируемого изделия 10.

Секции 3 и 4 возбуждающей катушки подключаются к источнику 7 переменного тока, а выход секций 5 и б измерительной катушки подключаются к измерительному прибору 7, Так как в сердечниках 1 и 2 создаются магнитные потоки Ф1 и + отдельными секциями 3, 4 катушками и сердечники 1 и 2 разделены по всей высоте и ширине электропроводящей пластиной 9, исключающей взаимодействие потоков Ф1 и 63 между собой, то магнитные потоки Ф и Ô независимы. В результате, например, при контроле непроводящего по рытия толщиной Л; когда преобразователь установлен перпен5

55 дикуля рно поверхности контролируемого изделия, с выхода секций 5, 6 измерительных катушек снимается напряжение

U56 = (U5 — Л05Л) + (06 — Л06Л), (1) где 05,6 —. напряжение с секций 5 и 6 измерительной катушки при размещении преобразователя на материале изделия без покрытия;

05Л,06Л вЂ” изменения напряжения с секций 5 и 6 измерительной катушки, вызванные покрытием Л, При изменении угла наклона а преобразователя относительно поверхности изделия, например. на величину Ласекций 5, б измерительной катушки снимается напряжение

U5.6 = (05 5À Л05Я) +

+ (06 Л06Д + U6Q) (2) где Uyz,Л06а — соответственно напряжение. определяемое изменением угла наклона Q на величину Ла, При идентичности выполнений сердечников 1 и 2 и равенство числа витков секций

3, 4 и 5, 6, учитывая, что потоки Ф1 и Ф2 взаимодействуют с материалом изделия 10 независимо, получим

05=06 = U; Л05Л=Л06Л = ЛОЛ".

ЛЪа=Л06а = Л0а тогда выражение (1) примет вид

U5, 6 = 20 — 2 ЛОЛ (3)

Из (3) следует, что на результаты контроля толщины покрытия угол отклонения

Ах магнитопровода влияния не окажет.

Толщина t электропроводящей пластины 9 выбирается из условия

t = 2д или t > 2д, где д — глубина проникновения электромагнитного поля в материал электропроводя- . щей пластины где f — частота тока возбуждения; ,ио — магнитная проницаемость вакуума; ,и;1 — относительная магнитная проницаемость и электропроводность материала пластины, что исключает взаимодействие части потоков Ф1 и- +,.проникающих в пластину с противоположных сторон, По величине зафиксированного напряжения.05,6 прибором 8 судят о толщине непроводящего покрытия или другого параметра, пользуясь, например, тарировочным графиком, В выражении (2) составляющие результирующего напряжения ЛОЛи AUQ определяются независимыми магнитными

1698740

Составитель И.Кесоян

Редактор А.Долинич Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова

Заказ 4389 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 потоками Ф1 и <Ь, поэтому при уменьшении магнитного сопротивления полям рассеяния в области угла а + Ьа и увеличении магнитного сопротивления в области угла а — ha составляющие ЛЯди hU@z скомпенсируют друг друга, поэтому на точность измерения контролируемого параметра, например толщины покрытия, отклонения преобразователя относительно поверхности материала изделия не окажутся.

Формула изобретения

Накладной вихретоковый преобразователь для контроля параметров металлических изделий, содержащий замкнутый двух щелевой магн итоп ровод, составленный из двух идентичных сердечников, закрепленную на ней катушку индуктивности и электропроводящую пластину, размещенную в рабочей щели магнитопровода, о т л ич а ю шийся тем, что. с целью повышения достоверности контроля за счет отстройки от влияния отклонения преобразователя От

5 нормали к поверхности контролируемого иэделия, он снабжен второй катушкой индуктивности, катушки индуктивноСти выполнены каждая из двух последовательно согласно включенных секций, разме ых

10 на сердечниках маг,од@;рабочая поверхность магнигопревЬяй:- выпарН нф цилиндрической с о азу фц&й пароллбл ной направлению ли,.э.в <тфйчроащяу щая пластина разме нйдакже и"аб второй

15 щели; а ее толщина t выбрана из условия

t 2д, где д — глубина проникновения электромагнитного поля в материал электропроводящей пластины.