Устройство для вихретокового модуляционного контроля

 

Использование: вихретоковый модуляционный контроль изделий с горячими плоскими поверхностями. Сущность изобретения: усройство для вихретокового модуляционного контроля, содержащее первый герметичный корпус, размещенные в нем двигатель, соединенный с ним вал с осью, перпендикулярной дну корпуса, жестко связанные с валом возбуждающую и измерительную катушки вихретокового трансформаторного преобразователя, два установленных соосно на валу вращающихся бесконтактных трансформатора, статорные катушки которых жестко закреплены на корпусе, а роторные - на валу, и датчик синхронизации, вихретоковый трансформаторный преобразователь соединен с трансформаторами, снабжено вторым наружным герметичным корпусом из теплопроводного материала, охватывающим первый корпус с зазором и выполненными с каналами подвода и отвода охлаждающей жидкости и направляющими жидкость перегородками, дно первого корпуса выполнено из неэлектропроводного материала, дно второго корпуса выполнено из неферромагнитного теплопроводного материала, электрически изолировано от остальной части корпуса, размещено параллельно дну первого корпуса и жестко связано с ним, а катушки вихретокового трансформаторного преобразователя размещены параллельно оси вала на расстоянии от нее, что позволяет обеспечить охлаждение устройства в процессе контроля, сохранив его работоспособность. 1 ил.

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано при контроле изделий с горячими плоскими поверхностями.

Известно устройство для вихретокового модуляционного контроля, содержащее корпус, двигатель, закрепленный на его валу вихретоковый преобразователь и соединенный с измерительными катушками вихретокового преобразователя вращающийся бесконтактный трансформатор, одна часть которого закреплена на валу двигателя, а другая жестко соединена с корпусом, вал выполнен не выступающим из корпуса, а вихретоковый преобразователь закреплен на валу так, что оси катушек параллельной оси вала [1] Недостатком известного устройства является невозможность использования его для контроля изделий с горячими поверхностями.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для вихретокового модуляционного контроля, содержащее корпус, двигатель, закрепленный на его валу вихретоковый трансформаторный преобразователь, два вращающихся бесконтактных трансформатора, один из которых соединен с возбуждающей катушкой вихретокового трансформаторного преобразователя, а другой с его измерительными катушками, и датчик синхронизации. При этом рабочая поверхность корпуса выполнена из неферромагнитного материала с удельной электрической проводимостью не более 2˙10⁶ См/м [2] Недостатком известного устройства является невозможность контроля изделий с горячими поверхностями.

Цель изобретения создание устройства для вихретокового модуляционного контроля изделий с горячими поверхностями.

Для достижения цели предлагается устройство для вихретокового модуляционного контроля, содержащее первый герметичный корпус, размещенные в нем двигатель, соединенный с ним вал с осью, перпендикулярной дну корпуса, жестко связанные с валом возбуждающую и измерительную катушки вихретокового трансформаторного преобразователя, два установленных соосно на валу вращающихся бесконтактных трансформатора, статорные катушки которых жестко закреплены на корпусе, а роторные на валу, и датчик синхронизации, вихретоковый трансформаторный преобразователь соединен с трансформаторами, отличающееся тем, что оно снабжено вторым наружным герметичным корпусом из теплопроводного материала, охватывающим первый корпус с зазором и выполненным с каналами подвода и отвода охлаждающей жидкости и направляющими жидкость перегородками, дно первого корпуса выполнено из неэлектропроводного материала, дно второго корпуса выполнено из неферромагнитного теплопроводного материала, электрически изолировано от остальной части корпуса, размещено параллельно дну первого корпуса и жестко связано с ним, а катушки вихретокового транформаторного преобразователя размещены параллельно оси вала на расстоянии от нее.

Снабжение устройства вторым наружным герметичным корпусом из теплопроводного материала, выполненным с каналами подвода и отвода охлаждающей жидкости и направляющими жидкость перегородками, выполнение днищ корпусов из материалов с заданными согласно изобретению свойствами и задаваемое размещение днищ одно относительно другого обеспечивает возможность осуществления охлаждения устройства при вихретоковом модуляционном контроле изделий с горячими поверхностями.

Необходимость выполнения наружного корпуса из теплопроводного материала связана с требованием отвода тепла с наружной нагревающейся в процессе контроля поверхности с помощью охлаждающей жидкости.

Необходимость выполнения наружного дна наружного корпуса из теплопроводного неферромагнитного материала обусловлена необходимостью отвода тепла от него с помощью охлаждающей жидкости и уменьшения экранирования вихревых токов.

Электрическая изоляция наружного дна от корпуса обусловлена тем, что обеспечить одинаковое распределение вихревых токов в зоне соединения по всей окружности наружного корпуса при вращении в нем преобразователя способами вальцовки, сварки, пайки и др. без существенного увеличения размеров практически невозможно.

Необходимость выполнения дна внутреннего корпуса из неэлектропроводного материала обусловлена тем, что оно находится вне зоны влияния высоких температур и не должно экранировать вихревые токи.

Таким образом, приведенная выше совокупность существенных признаков представляет собой сущность изобретения, так как все признаки, указанные в ней, являются необходимыми и в то же время достаточными для достижения требуемого технического эффекта контроля изделий с горячими поверхностями.

Заявителю не известно использование совокупности отличительных признаков изобретения в известных технических решениях, в связи с этим предложение соответствует критерию "изобретательский уровень".

На чертеже представлено устройство для вихретокового модуляционного контроля, вид спереди.

Устройство содержит первый герметичный корпус 1, установленные в нем двигатель 2, каркас 3, не имеющий контакта с корпусом и выполненный в виде тела вращения с перпендикулярной дну 4 корпуса 1 осью 00₁, вал 5, соосный каркасу и жестко скрепленный с последним, возбуждающую и измерительную катушки вихретокового преобразователя 6, которые намотаны на один сердечник и жестко закреплены в каркасе параллельно оси 00₁ вала и каркаса на расстоянии от нее, вращающиеся бесконтактные трансформаторы 7, 8, связанные с валом и соединенные с катушками вихретокового трансформаторного преобразователя электрически (на чертеже не показано), и датчик синхронизации, выполненный в виде соосных закрепленного в каркасе стержня 9 из ферромагнитного материала и закрепленной на корпусе катушки 10 с сердечником 11 в виде постоянного магнита, и второй наружный герметичный корпус 12 из теплопроводного материала, охватывающий корпус 1 с зазором и выполненный с каналами 13, 14 подвода и отвода охлаждающей жидкости и направляющими жидкость перегородками 15.

Дно корпуса 1 выполнено из неэлектропроводного материала, например текстолита, и не ослабляет вихревые токи, дно 16 второго корпуса выполнено из неферромагнитного теплопроводного материала, например аустенитной стали, электрически изолировано от остальной части второго корпуса, размещено параллельно дну 4 первого корпуса и жестко связано с ним стяжкой 17. Двигатель 2 соединен с каркасом 3 с помощью фрикционного ролика 18.

Толщину дна 16 второго корпуса целесообразно выбрать равной 0,5-0,7 мм, что обеспечивает достаточную механическую прочность и снижает чувствительность устройства к дефектам не более, чем на 15% Стяжка 17 увеличивает жесткость конструкции и обеспечивает постоянное расстояние между днищами 4 и 16 при изменении давления охлаждающей жидкости.

Устройство работает следующим образом.

Устанавливают устройство для вихретокового модуляционного контроля на поверхность контролируемого изделия (на чертеже не показано), обеспечив между наружной поверхностью дна 16 второго корпуса и поверхностью контролируемого изделия заданный зазор, равный 2,5 мм. Подают питающее напряжение на электродвигатель 2, который через фрикционный ролик 18 вращает каркас 3 с размещенным в нем вихретоковым преобразователем. Статорную обмотку трансформатора 7 с броневым сердечником подключают к выходу генератора синусоидального напряжения, а роторную обмотку этого трансформатора соединяют с возбуждающей обмоткой вихретокового преобразователя 6, которая возбуждает локальные вихревые токи в металле изделия.

При вращении преобразователя и наличии в изделии трещины контуры вихревых токов изменяются, что приводит к изменению создаваемого ими вторичного электромагнитного поля. Эти изменения регистрируются измерительной обмоткой вихретокового преобразователя и через роторную и статорную обмотки трансформатора 8 с броневым сердечником подаются в блок обработки сигналов (на чертеже не показан), где обрабатываются и индицируются на экране электронно-лучевой трубки.

При вращении вала 5 стержень 9 из ферромагнитного материала (перлитной стали) датчика синхронизации через каждые 360^о проходит под пассивной катушкой 10 с помещенным в нее стержневым магнитом 11, которая установлена неподвижно в корпусе 1. При этом магнитный поток, создаваемый постоянным магнитом 11, изменяется и вырабатывается импульсный электрический сигнал для синхронизации горизонтальной развертки осциллографической схемы блока обработки сигналов (на чертеже не показан).

В процессе контроля горячей поверхности охлаждающая жидкость подается через канал 13 в полость в виде стакана между корпусом 12 и корпусом 1, которая образована направляющей перегородкой 15, и омывает изнутри дно 16 наружного корпуса 12 и охлаждает его.

После заполнения всей полости в виде стакана через отверстие в перегородке охлаждающая жидкость поступает во вторую полость, образованную корпусами 1, 12, тоже в виде стакана и выходит из нее через канал 14 в корпусе 12.

Таким образом, по сравнению с прототипом заявляемое устройство позволяет осуществлять вихретоковый контроль изделий с горячими поверхностями.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИХРЕТОКОВОГО МОДУЛЯЦИОННОГО КОНТРОЛЯ, содержащее первый герметичный корпус, размещенные в нем двигатель, соединенный с ним вал с осью, перпендикулярной дну корпуса, жестко связанные с валом возбуждающую и измерительную катушки вихретокового трансформаторного преобразователя, два установленных соосно на валу вращающихся бесконтактных трансформатора, статорные катушки которых жестко закреплены на корпусе, а роторные - на валу, и датчик синхронизации, вихретоковый трансформаторный преобразователь соединен с трансформаторами, отличающееся тем, что оно снабжено вторым наружным герметичным корпусом из теплопроводного материала, охватывающим первый корпус с зазором и выполненным с каналами подвода и отвода охлаждающей жидкости и направляющими жидкость перегородками, дно первого корпуса выполнено из неэлектропроводного материала, дно второго корпуса выполнено из неферромагнитного теплопроводного материала, электрически изолировано от остальной части корпуса, размещено параллельно дну первого корпуса и жестко связано с ним, а катушки вихретокового трансформаторного преобразователя размещены параллельно оси вала на расстоянии от нее.

РИСУНКИ

Рисунок 1