Вихретоковый преобразователь

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для дефектоскопии конструкций из проводящих материалов в машиностроении, авиации и др. Цель изобретения - повышение чувствительности за счет локализации зоны контроля - достигается благодаря тому, что в вихретоковом преобразователе, содержащем размещенные во взаимно перпендикулярных плоскостях на магнитных сердечниках две включенные последовательно-встречно обмотки возбуждения и две включенные последовательновстречно измерительные обмотки, сердечники представляют собой перемычки, образованные выполнением вблизи одного из торцов цилиндра из магнитного материала двух взаимно перпендикулярных сквозных радиальных пазов прямоугольного сечения, а витки обмотки имеют форму секторов и охватывают соответствующий сердечник в зоне паза. 1 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) s 6 01 N 27/90

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4869272/28 (22) 19.07.90 (46) 07.10.92. Бюл. М 37 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро Физико-механического института АН УССР (72) В.Н. Учанин и Ю.С, Грабский (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N 643187, кл. G 01 N 27/90, 20,06.77, 2. Авторское свидетельство С" СР

N 1019306, кл. G 01 N 27/90, 05,01.82.

3. Авторское свидетельство СССР

N 847182, кл. G 01 N 27/90, 19,10.79, 4, Авторское свидетельство СССР

N 859908, кл. G 01 N 27/90, 17,12.79, 5. Авторское свидетельство СССР

N 868555, кл. G 01 N 27/90, 28.01.80, (54) ВИХРЕТОКОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для дефектоскопии конструкций из проводящих материалов в машиностроении, авиации и др.

Известен вихретоковый преобразователь к дефектоскопу, содержащий катушки индуктивности и ферромагнитные сердечники, причем сердечник выполнен составным, а его отдельная часть и/или их группы снабжены подмагничивающими обмотками (1).

Недостатком известного преобразователя является невысокая чувствительность к для дефектоскопии конструкций из проводящих материалов в машиностроении, авиации и др. Цель изобретения — повышение чувствительности за счет локализации зоны контроля — достигается благодаря тому, что в вихретоковом преобразователе, содержащем размещенные во взаимно перпендикулярных плоскостях на магнитных сердечниках две включенные последовательно-встречно обмотки возбуждения и две включенные последовательновстречно измерительные обмотки, сердечники представляют собой перемычки, образованные выполнением вблизи одного из торцов цилиндра из магнитного материала двух взаимно перпендйкулярных сквозных радиальных пазов прямоугольного сечения, а витки обмотки имеют форму секторов и охватывают соответствующий сердечник в зоне паза. 1 ил. локальным дефектам и степень подавления мешающих факторов.

Известен вихретоковый преобразователь, содержащий одну возбуждающую и две измерительные обмотки, Ш-образный магнитопровод, полюсные наконечники которого выполнены в виде пластин, зазоры между которыми представляют узкие взаимно перпендикулярные щели; в которых размещен короткозамкнутый виток (2).

Недостатком известного преобразователя является низкая чувствительность к дефектам и низкая локальность контроля.

1767409 зазора преобразователя, но и от его перекосов относительна контролируемой поверхности.

Недостатком известного преобразователя я вляется недостаточно высокая чувствительность к локальным дефектам и недостаточно высокая селективность за счет плохого подавления зон со слабой неоднородностью, например удельной электрической проводимости.

Целью изобретения является повышение чувствительности за счет локализации зоны контроля.

Поставленная цель достигается тем, что в вихретоковом преобразователе, содержащем размещенные Во взаимно перпендикулярных плоскостях на магнитных сердечниках две включенные последовательно-встречно обмотки возбуждения и две включенные последовательно-встречно измерительные обмотки, а плоскости вит40

50

Известен вихретоковый преобразователь, содержащий С-образный магнитопровод с щелью и пазами, симметричную относительно щели возбуждающую обмотку и две измерительные обмотки, одна из кото- 5 рых состоит из двух встречно-включенных полуобмоток, уложенных в пазу и проходя- щих через щель (3).

Недостатком известного и реобразавателя является низкая чувствительность к ло- 10 кальным дефектам и отсутствие отстройки зазора и перекоса его относительно контролируемой поверхности.

Известен вихретоковый,преобразователь, содержащий замкнутый магнитопро- 15 вод, на рабочей поверхности которого выполнены три параллельных. паза, и размещенные на нем возбуждующую двухсекционную обмотку, измерительную обмотку, размещенную в крайних пазах магнитопро- 20 вода, и короткорзамкнутый виток, размещенный в среднем пазу и охватывающий магнитопровод (4).

Недостатком известного преобразователя является низкая степень подавления 25 зазора и перекоса между преобразователем и контролируемой поверхностью и невысокая чувствительность контроля к локальным дефектам.

Наиболее близким к предлагаемому яв- 30 ляется вихретоковый преобразователь, содержащий две обмотки возбуждения, включенные последовательно-встречно, и две измерительные обмотки, которые тоже включены последовательно-встречно, Все 35 обмотки размещены на ферритовых соединениях (5). Особенностью известного преобразователя является высокая степень отстройки не только от плоско- параллельного ков которых лежат в параллельных плоскостях, сердечники представляют собой перемычки, образованные выполнением вблизи одного из торцов цилиндра из магнитного материала двух взаимно перпендикулярных сквозных радиальных пазов прямоугольного сечения, а витки обмоток имеют форму секторов и oxBBTblBBIQT соответствующий сердечник в зоне паза.

Сопоставительный анализ показывает, что применение отдельных элементов, используемых в предлагаемом вихретоковом преобразователе, известно. Но использование их в указанном конструктивном исполнении, в частности применение магнитных сердечников определенной формы, дает положительный эффект — повышение локальности контроля и соответственно повышение чувствительности к локальным дефектам. Это позволяет сделать вывод о соответствии предложенного технического решения критериям изобретения "новизна" и "существенные отличия", На чертеже показана конструкция предложенного вихретокового преобразователя.

Вихретоковый преобразователь состоит из двух идентичных, включенных последовательно-встречно обмоток возбуждения

1, 2 и двух идентичных, включенных последовательно-встречно измерительных обмоток 3, 4. Обмотки размещены на едином магнитном сердечнике 5, для чего в зоне рабочего торца выполнены два перпендикулярных относительно оси магнитного сердечника паза 6, 7. Пазы также взаимно перпендикулярны между собой. Обмотки возбуждения 1, 2 имеют форму секторов с внутренним прямым углом и расположены напротивдругдруга, Измерительные обмотки 3, 4 расположены симметрично относительно оси, соединяющей центры обмоток возбуждения 1, 2. Для упрощения изготовления магнитный сердечник может быть выполнен предварительно разборным и состоящим из отдельных элементов, которые после соединения элементов в единое целое образуют пазы с уложенными обмотками, Вихретоковый преобразователь работает следующим образом.

С помощью идентичных обмоток возбуждения 1, 2 в контролируемом объекте (не показан) возбуждают вихревые токи. Обмотки 1, 2 соединены последовательновстречно таким образом, чтобы магнитные потоки в них имели противоположное направление. При этом в зоне между обмотками возбуждения 1, 2 имеется плоскость, в которой вертикальные составляющие первичного поля и поля вихревых токов одно1767409 родного бездефектного образца отсутствуют. В этой плоскости и размещены измерительные обмотки 3 и 4, каждая из которых измеряет вертикальную составляющую результирующего поля. Таким образом, в хорошо настроенном датчике на выходе каждой из измерительной обмоток 3, 4 сигнал равен нулю на "воздухе" и при установке преобразователя на однородный бездефектный участок объекта контроля.

Нулевой сигнал на выходе каждой измерительной обмотки сохраняется также и при установке на однородный участок с плоскопараллельным зазором при изменении общей толщины или удельной электрической проводимости материала объекта контроля, Таким образом осуществляется подавление соответствующих мешающих факторов, Причем за счет близкого расположения обмоток значительно подавляется также влияние зон со слабой неоднородностью (например, зона сварных швов). Баланс в каждой измерительной обмотке нарушается при перекосе преобразователя в одном направлении (относительно оси, соединяющей центры измерительных обмоток). Поэтому для подавления влияния перекосов измерительные обмотки 3, 4 включены последовательноо-встречно. Благодаря близкому расположению измерительных обмоток

3 и 4, что достигнуто в предложенной конструкции, удается получить высокую локальность контроля и степень подавления мешающих факторов. При наличии дефекта баланс нарушается и на выходе измерительных обмоток появляется сигнал, который регистрируется с помощью дефектоскопа.

Благодаря расположению обмоток на магнитном сердечнике 5 достигается высокая

5 чувствительность измерительных обмоток при сравнительно небольших размерах, Использование специальных пазов 6, 7 для размещения обмоток обеспечивает одновременно их близкое расположение.

10 - Предложенный преобразователь обладает высокой чувствительностью к локальным поверхностям и приповерхностным дефектам, также высокой селективностью контроля дефектов за счет подавления ос15 новных мешающих факторов.

Формула изобретения

Вихретоковый преобразователь, содержащий размещенные во взаимно перпендикулярных плоскостях на магнитных

20 сердечниках две включенные последовательно-встречно обмотки возбуждения и две включенные последовательно-встречно измерительные обмотки, плоскости витков которых лежат в параллельных плоскостях, 25 отличающийся тем,что,сцелью повышения чувствительности за счет локализации зоны контроля, сердечники представляют собой перемычки, образованные выполнением вблизи одного из торцов ци30 линдра из магнитного материала двух взаимно перпендикулярных сквозных радиальных пазов прямоугольного сечения, а витки обмоток имеют форму секторов и охватывают соответствующий сердечник в

35 зоне паза.