Вихретоковый преобразователь для неразрушающего контроля немагнитных материалов

 

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 4751426/26 (22) 07.0839 (46) 30.12.9Э Бюл. f4 48-47 (7т) Всесоюзный научно-исследовательский институт авиационных материалов (72) Терехов РН; Трошков ЕВ.; Андросов A.H, (54) ВИХРЕТОКОВЫ Й ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ДЛЯ НЕРАЗРУОИЮЩЕГО КОНТРОЛЯ НЕ-.

МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и изделий вихретоковым методом и может быть использовано для неразрушакхцего контроля, измерения электропроводности и толщины гальванических покрытий и стенок изделий из немагнитных материалов Цель изобретения — повышение точности контроля за счет отстройки or влияния изменений зазора, достигается (1И Я (1ц 1839239 А1 (51) благодаря тому, что в вихретоковом преобразователе для неразрувающего контроля немагнитных материалов, содержащем корпус, магнитопровод возбуждающую катушку, размещенные с двух сторон от нее измерительную и компенсационную катушю а также компенсатор, установленный с возможностью-перемещева вдоль оси преобразователя относеельно торца магнитопровода со сторополнен стержневым, а в качестве материала магнитопровода и компенсатора использован ферродиэлектрик, а вихретоковый преобразователь снабжен диэлектрмеской защитной прокпадко размещенной на рабочем торце, толщина t которой выбрана из условия; О.И ФЬ064 где б — внешний диаметр измерительной катушки 1 зпф-пы, 3 ип.

3839239

Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и изделий вихретоковым методом и может быть испольэовано для нераэрушающего контроля, измерения электропроводности и толщины гальванических пОкрытий стенок изделий из немагнитных материалов, Известен вихретоковый преобразователь (ВТП), применяемый s приборах для измерения толщины стенки деталей и измерения удельной электрической проводимости, с последовательно-встречно включенными измерительной и компенсационной обмотками, каждая иэ которых намотана коаксиально на одну из последовательно-согласно включенных разнесенных секций возбуждающей обмотки.

Для защиты от механических повреждений и повышения локальности зоны контроля используется кожух, который выполнен из немагнитомягкого материала. Настройка

ВТП заключается в подборе числа витков компенсационной обмотки (1).

Недостатками этого решения являются малый диапазон отстройки QT влияния изменения зазора между преобразователем и поверхностью обьекта контроля, большая трудоемкость выполнения операций на- стройки из-эа изменения уровня компенсации . при вставлении обмоток преобразователя в защитный кожух иэ ферромагнитного материала. а также трудность достижения требуемого уровня компенсации эа счет изменения числа витков одной обмотки.

Известен вихретоковый преобраэовательP); содержащий ферритовый стержень, в средней части которого расположена возбуждающая,обмотка. а измерительная и компенсационная. включенные последовательно.-встречно, размещены по обе сторо ны возбуждающей. Компенсационная обмотка выполнена на подвижной гильзе, перемещающейся по ферритовому стержню относительно неподвижно установленных возбуждающей и измерительной обмоток. Для получения необходимой механической прочности ЙТП обмотки с по,мощью керамической трубки, предохраняющей торец ферритового стержня от стирания, жестко крепятся в защитном внешнем корпусе, Недостатками указанного ВТП являют ся изменение трвбуемого уровня компенсации напряжения измерительной обмотки, проводимой на металле, вызванное истиранием защитной керамической трубки, и уменьшение технологического зазора между контролируемой поверхностью и торцом магнитопровода. При этом существенно ухудшается отстройка от влияния изменения мешающих факторов (зазора, вызванного наличием, к примеру, ЛКП, отклонением оси ВТП от перпендикуляра к контролируемой поверхности). Одновременно происходит ухудшение точностных характеристик прибора с используемым ВТП. Необходимость восстановления требуемого уровня компенсации напряжения измерительной .10 обмотки не очевидна и не всегда может быть установлена пользователем при эксплуатации путем экспериментального нефиксируемого перемещения компенсирующей обмотки Ilo магнитопроводу.

15 Ближайший по. технической сущности вихретоковый преобразователь для. неразрушающего контроля немагнитных материалов фазовым методом содержит корпус, магнитопровод, возбуждающую катушку, 20 измерительную и компенсационную катушки, расположенйые на магнитопроводе по разные стороны от возбуждающей, а та же компенсатор, установленный с возможностью перемещения относительно торца маг2б нитопровода со cTopoHbl компенсационной катушки.

Недостатком этого преобразователя является то, что при изменении зазора между

ВТП и контролируемым изделием изменяетЗО ся. амплитуда и фаза наводимой ЭДС в измерительной катушке. При этом изменяется магнитный поток, пронизывающий и компенсационную катушку. Перемещение компенсатора со своей стороны также изменяет

З5 фазу и амплитуду ЭДС в компенсационной катушке и общий поток, пронизывающий измерительную катушку, Компенсация происхОдит при неопределенном (произвольном) значении амплитуды и фазы реэультирую40 щего напряжения на выходе ВТП.

Целью изобретения является повышение точности контроля за счет отстройки от влияния изменения зазора.

Поставленная цель достигается эа счет

45 того, что в вихретоковом преобразователе для неразрушающего контроля немагнитных материалов фазовым методом, содержащем корпус, магнитопровод, возбуждающую катушку, измерительную и

rn

>0 компенсационную катушки, расположенные на магнитопроводе по разные стороны возбуждающей, а также компенсатор, установленный с воэможностью перемещения относительно торца магнитопровода со сто85 роны компенсационной катушки, магнитопровод выполнен стержневым, а в качестве материала магнитопровода и компенсатора использован ферродиэлектрик, а вихретоковый преобразователь снабжен диэлектрической защитной прокладкой, 1839239 размещенной на рабочем торце, толщина 1 которой выбрана из условия:

0,1d t 0.6d, где d — внешний диаметр измерительной катушки. 5

На чертеже показан вихретоковый преобразователь для неразрушающего контроля немагнитных материалов.

Преобразователь содержит стержневой магнитопровод 1 из ферродиэлектрика, на 10 котором размещены измерительная 2, возбуждающая 3 и компенсационная 4 катушки. Относительно участка магнитопровода

1, где размещена компенсационная катушка 4, перемещается компенсатор 5 в виде 15 дополнительного магнитопровода из ферродиэлектрика, установленный в шайбе 6, которая может передвигаться по резьба, выполненной на внутренней поверхности защитного .корпуса 7, Магнитопровод 1, 20 измерительная катушка 2 и возбуждающая .

l(BTушка 3 сьрег ляются между собой и с защитным корпусом 7 и диэлектрической защитной прокладкой 8 резиноподобным компаундом 9. Толщина t защитной про- 25 кладки, обеспечивающая повышение эксплуатационной надежности. выДирается в пределах 0,1d Я t 0.6d, Вихретоковый преобразователь используется следующим образом. 30

При изготовлении внешнего корпуса

ВТП толщина за цитной прокладки 8 выбирается ближе к верхнему пределу указанного соотношения, Числом витков и 35 расположением компенсационной катушки

4 на магнитопроводе устанавливается приближенно требуемая степень компенсации.

Точная настройка ВТП осуществляется перемещением компенсатора 5 относительно 40 торца магнитопровода 1 с0 стороны vOM пенсационной катушки 4, Впроцессе эксплуатации,,когда за счет истирания уменьшается -олщина защитной 45 прокладки 8 или требуется уточнить напряжение компенсации, настройка преобразователя для поддержания обьявланной точности прибора заключается в перемещении компенсатора 5. 50

Перемещение компенсатора из ферродиэлектрика в отличие от электропроводящего компенсатора практически на приводит к изменению фазы и величины результирующего магнитного потока возбуждающей обмотки ВТП, взаимодействующего с электропроводящим материалом контролируемого изделия.

При перемещении компенсатора 5 изменяются конфигурация магнитопровода и величина магнитного потока, взаимодействующего с компенсационной катушкой, за счет изменения полей рассеяния. Необходимое для компенсации изменение магнитного потока за счет указанных причин сохраняется для определенных значений зазора между торцом основного магнитопровода с измерительной катушкой и поверхностью контролируемого изделия.

Для более широких пределов, превосходящих указанное выше соотношение, требуемого уровня компенсации достигнуть не удается.

Применение предлагаемого вихретокового преобразователя с большой толщиной защитной прокладки позволяет в 3 — 4 раза повысить эксплуатацион ную надежность преобразователя с одновременным сохранением стабильности выходных характеристик. обеспечивающих высокую точность измерений прибором. использующим его.

Использование резиноподобного компаунда способствует сохранению преобразователем стабильных выходных характеристик при возможных случайных соударениях с жесткой поверхностью. Введение компенсатора из ферродиэлектрика существенно облегчает процесс настройки при изготовлении и подстройке ВТП при истирании защитного покрытия, увеличивает диапазонотстройки от изменения основного мешающего фактора — зазора между ВТП и поверхностью контролируемого иэделия. (56) Дорофеев АЛ. и др. Индукционная толщинометрия. М.: Энергия, 1978. с.139 — 140.

Авторское свидетельство СССР

N 359504, кл. 6 01 В 7/06, 1970.

Авторское свидетельство СССР

N 508735, кл. G 01 N 27/90, 1974, Составитель И.Кесоян

Техред М.Моргентал Корректор М.Петрова, РедакторС.Кулакова

Заказ 3406

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

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

Формула изобретения

1. ВИХРЕТОКОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВА- тем отстройки от влияни изменения зазоТЕЛЬ ДЛЯ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРО-. ра, магнитопровод выпол сн стержневым, Ля НЕМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ а в качестве материала магнитопровода и фазовым методом,. содержащий корпус, 5 компенсатора использован ферродизлектмагнитопровод, возбуждающую катушку, измерительную и компенсационную катуш- 2 Преобразователь по п.1, отличаю- ки, расположенные на магнитопроводе по щийся тем, что он снабжен диэлектричераэные стороны возбуждающей, а также ской защитной прокладкой, размещенной компенсатор, установленный с возможно- на Рабочем торце, толщина t которой вы10 стью перемещения относительно торца p» < условия магнитопровода со стороны компенсаци- 0,1d < t < 0,6d, онной катушки, отличающийся тем, что, с,где d - внешний диаметр измерительной целью повышения точности контроля пу-15катушки.