Способ измерения деформации и устройство для его осуществления



Способ измерения деформации и устройство для его осуществления
Способ измерения деформации и устройство для его осуществления

 


Владельцы патента RU 2446385:

Радченко Александр Васильевич (RU)
Евко Владимир Павлович (RU)
Новиков Виталий Федорович (RU)

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения деформации грунта, горных пород, зданий, сооружений и железобетонных конструкций. Способ измерения деформации включает локальное намагничивание измерительного элемента с последующей регистрацией магнитного поля рассеяния. При этом осуществляют разнонаправленное локальное намагничивание одного или нескольких заданных участков измерительного элемента, выполненного из материала с пьезомагнитным эффектом остаточно намагниченного состояния. Затем измерительный элемент многократно нагружают и разгружают до деформации, превышающей максимальную рабочую деформацию, после чего под заданной нагрузкой осуществляют локальное намагничивание одного или нескольких заданных участков измерительного элемента, выполненного из материала с магнитоупругим гистеризисом. Устройство для измерения деформации включает измерительный элемент, который изготовлен из ферромагнитного материала и намагничивающей катушки, датчик магнитного поля и измерительный элемент. При этом устройство дополнительно снабжено элементами крепления, которыми зафиксирован измерительный элемент, выполненный составным или монолитным с участками из материала, обладающего магнитоупругим гистерезистом и пьезомагнитным эффектом. 2 н. и 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения деформации грунта, горных пород, зданий, сооружений и железобетонных конструкций.

Известны «Способ определения напряженно-деформированного состояния изделия из ферромагнитного материала и устройство для его осуществления. Способ включает измерение нормальной составляющей магнитного поля вдоль поверхности изделия в различных его точках, определение градиента величины напряженности магнитного поля между концами зафиксированного по длине отрезка линии, при этом первоначально измеряют нормальную составляющую магнитного поля одновременно в двух точках между концами зафиксированного по длине отрезка линии, затем измеряют составляющую одновременно в двух точках на концах зафиксированного по длине отрезка линии, компланарно отстоящего вдоль поверхности изделия на расстоянии от первоначального отрезка (з-ка №98117174, G01L 1/12, G01N 27/72, оп. 27.06.2000 г.).

Недостатком вышеуказанного способа является сложность обработки получаемой информации, зависимость показаний от величины и направления внешнего магнитного поля.

Наиболее близким техническим решением является «Способ определения полей механических напряжений из ферромагнитных материалов», включающий намагничивание в виде разнонаправленных участков детали из ферромагнитного материала, сканирование магнитного поля рассеяния локально намагниченных участков датчиком (патент РФ №2154262, G01L 1/12, оп. 10.08.2000 г., прототип).

Недостатком вышеуказанного способа является зависимость нормальной составляющей магнитного поля рассеяния от позиционирования датчика и влияния предыдущих напряжений на результаты последующих измерений.

Известны устройства для преобразования деформаций (механических напряжений) в электрический сигнал дроссельного или трансформаторного типа, в которых по ЭДС индукции или самоиндукции катушки, снабженной ферромагнитным сердечником, судят о величине действующих в данное время деформаций (М.Н.Гуманюк. Магнитоупругие силоизмерители, стр 35-71. Киев. Технiка, 1981 г., с.182).

Недостатком рассматриваемых устройств является необходимость охватывающей чувствительный элемент катушки (катушек), невозможность работы в режиме запоминания деформации самим магнитоупругим преобразователем.

Наиболее близким техническим решением является «Устройство для измерения силы», содержащее измерительный элемент, намагничивающую катушку, датчик магнитного поля, измерительный элемент, изготовленный в виде проволоки из материала, обладающего магнитоупругим гистерезистом (а.с. СССР №1647296, G01L 1/12, оп. 07.05.1991 г., прототип).

Недостатком вышеуказанного устройства является зависимость показания датчика от его положения относительно чувствительного элемента, зависимость показаний от механической предистории нагружения, в результате чего делается невозможным измерение, если предыдущие нагрузки превышали действующую в момент измерения нагрузку, а также отсутствие устройств для фиксации датчиков поля.

Предлагаемое нами техническое решение устраняет вышеперечисленные недостатки, повышает точность измерения деформаций объектов за счет исключения влияния температурного изменения размеров металла измерительного элемента, позволяет осуществлять измерение деформации как в режиме памяти пиковой нагрузки, действовавшей в заданном интервале времени, так и в аналоговом режиме в любой момент времени и расширяет возможности применения измерительного элемента для измерения деформаций измеряемых длинномерных объектов.

Поставленная цель достигается тем, что способ измерения деформации включает локальное намагничивание измерительного элемента с последующей регистрацией магнитного поля рассеяния, при этом осуществляют разнонаправленное локальное намагничивание одного или нескольких заданных участков измерительного элемента, выполненного из материала с пьезомагнитным эффектом остаточно намагниченного состояния, затем измерительный элемент многократно нагружают и разгружают до деформации, превышающей максимальную рабочую деформацию, после чего под заданной нагрузкой осуществляют локальное намагничивание одного или нескольких заданных участков измерительного элемента, выполненного из материала с магнитоупругим гистеризисом, затем измеряют тангенциальную составляющую магнитного поля рассеяния на заданных участках измерительного элемента с пьезомагнитным эффектом остаточной намагниченности и на заданных участках с магнитоупругим гистеризисом, сканируя заданные участки датчиком поля и регистрируя распределение магнитного поля рассеяния по длине измерительного элемента в виде магнитограммы, величину действующей в момент измерения деформации измерительного элемента определяют по величине магнитного поля заданного участка измерительного элемента с пьезомагнитным эффектом и по градуировочному графику зависимости деформации (ε) от магнитного поля рассеяния (Н) через заданный интервал времени повторяют измерения на заданных участках, обладающих пьезомагнитными свойствами, и участках с магнитоупругим гистеризисом, полученные значения магнитного поля рассеяния сравнивают с первоначальными значениями магнитного поля рассеяния этих участков, максимальное значение деформации измерительного элемента, имевшей место в заданном интервале времени после разнонаправленного локального намагничивания, определяют по изменению величины магнитного поля рассеяния на участках измерительного элемента, обладающих магнитоупругим гистерезисом, и по градуировочному графику зависимости ε от ΔН.

Устройство для измерения деформации включает измерительный элемент, изготовленный из ферромагнитного материала, намагничивающую катушку, датчик магнитного поля, измерительный элемент, дополнительно снабжено элементами крепления, которыми зафиксирован измерительный элемент, выполненный составным или монолитным с участками из материала, обладающего магнитоупругим гистерезистом и пьезомагнитным эффектом, термокомпенсатором, размещенным на элементе крепления и соединенным с измерительным элементом, сканирующим устройством с феррозондовым датчиком, выполненным с возможностью перемещения вдоль измерительного элемента, при этом термокомпенсатор выполнен из материала, отвечающего следующему соотношению:

αt·Lt·ΔTt=α·L·ΔT,

где αt - температурный коэффициент длины материала термокомпенсатора; Lt - длина термокомпенсатора; L - длина измерительного элемента; ΔTt - изменение температуры термокомпенсатора; ΔТ - изменение температуры измерительного элемента; α - температурный коэффициент длины материала измерительного элемента. Устройство дополнительно снабжено, по меньшей мере, двумя подставками, расположенными под измерительным элементом, а элементы крепления выполнены в виде опор с крепежными изделиями.

На фиг.1 изображено устройство для осуществления способа измерения деформации грунта, на фиг.2 изображен график распределения напряженности магнитного поля по длине измерительного элемента.

Устройство для измерения деформации зафиксировано на объекте контроля 1, например на грунте, и содержит элементы крепления 2, составной или монолитный измерительный элемент 3, выполненный из ферромагнитного магнитострикционного материала, термокомпенсатор 4 и сканирующее устройство с феррозондовым датчиком, соединенное с магнитометром (на фиг.1 не показано).

Объект контроля 1 представляет собой горную породу, здание, сооружение, грунт, железобетонные конструкции и т.п. Если объект контроля 1 протяженный, то устройство для измерения деформации многократно дублируют.

Элементы крепления 2 представляют собой, например, опоры с крепежными изделиями, хомуты с крепежными изделиями и т.п. Элементы крепления 2 расположены на объекте контроля 1 с заданным расстоянием между собой и предназначены для передачи деформации объекта контроля 1 измерительному элементу 3. Элементы крепления 2 выполнены из немагнитного материала, например дюраля, титана, дерева.

Измерительный элемент 3 зафиксирован на объекте контроля 1 элементами крепления 2 и соединен термокомпенсатором 4.

Например, один конец измерительного элемента 3 закрепляется на кольце 5 и пропускается через один элемент крепления в виде опоры с крепежными изделиями 2, а другой конец измерительного элемента 3 закрепляется в термокомпенсаторе 4, зафиксированном на другом элементе крепления в виде опоры с крепежными изделиями 2 в натянутом состоянии с заданной деформацией (Фиг.1).

Составной измерительный элемент 3 выполнен из ферромагнитного магнитострикционного материала и представляет собой, по меньшей мере, два участка, например, проволоки или троса, жестко соединенных между собой, при этом один участок, например, проволоки или троса выполнен из материала с эффектом магнитоупругой памяти (обладает магнитоупругим гистерезисом), например, из стали 30X13 после ее старения при температуре 550°С, а другой участок, например, проволоки или троса выполнен из материала с линейным пьезомагнитным эффектом остаточно намагниченного состояния (обладает пьезомагнитными свойствами), например, из стали 30X13, отпущенной при температуре 300°С.

Монолитный измерительный элемент 3 выполнен из ферромагнитного магнитострикционного материала, который обладает пьезомагнитным эффектом остаточно намагниченного состояния и магнитоупругим гистерезисом (эффектом магнитоупругой памяти) и представляет собой, например, проволоку или трос.

Термокомпенсатор 4 установлен и зафиксирован на элементе крепления 2. Термокомпенсатор 4 предназначен для уменьшения влияния температурного изменения размеров металла измерительного элемента 3 на результаты определения деформации исследуемого объекта контроля 1. Термокомпенсатор 4 выполнен из материала, отвечающего следующему соотношению критерия компенсации:

αt·Lt·ΔTt=α·L·ΔТ,

где αt - температурный коэффициент длины материала термокомпенсатора 4;

Lt - длина термокомпенсатора 4;

L - длина измерительного элемента 3;

ΔTt - изменение температуры термокомпенсатора 4;

ΔТ - изменение температуры измерительного элемента 3;

α - температурный коэффициент длины материала измерительного элемента 3.

Если размеры измерительного элемента 3 невелики, то можно считать, что ΔTt=ΔТ и αt·Lt=α·L.

Если термокомпенсатор 4 выполнен, например, из тефлона4, у которого при комнатной температуре αt=280·10-6, а у измерительного элемента 3 α=10·10-6, то для компенсации температурной деформации потребуется термокомпенсатор 4 длиной Lt=17,8 см при длине L=500 см измерительного элемента 3.

Сканирующее устройство с феррозондовым датчиком выполнено с возможностью перемещения вдоль измерительного элемента 3 для снятия данных о его магнитном поле рассеяния на заданных участках 6, обладающих пьезомагнитным эффектом остаточно намагниченного состояния, и на заданных участках 7, обладающих магнитоупругим гистерезисом, измерительного элемента 3.

Например, сканирующее устройство с феррозондовым датчиком выполнено в виде параллелепипеда с канавкой на его торце, на боковых поверхностях канавки зафиксированы два феррозондовых полузонда датчика магнитного поля. Измерительный элемент 3 располагают в канавке сканирующего устройства с феррозондовым датчиком. В процессе снятия данных о магнитном поле рассеяния на заданных участках 6 и 7 измерительного элемента 3 два феррозондовых полузонда датчика магнитного поля размещают параллельно оси измерительного элемента 3 и в одной плоскости с осью измерительного элемента 3.

Устройство для измерения деформации дополнительно снабжено, по меньшей мере, двумя подставками 8, размещенными под измерительным элементом 3.

Подставки 8 служат для исключения несанкционированного прогиба (нагружения) измерительного элемента 3 при осуществлении процедуры намагничивания и измерения.

Способ измерения деформации осуществляют следующим образом.

Первоначально на одном или нескольких заданных участках 6 монолитного или составного измерительного элемента 3 создают разнонаправленное локальное намагничивание в виде двух антипараллельно намагниченных (разнонаправленных) зон под заданной нагрузкой, при этом измерительный элемент 3 расположен с возможностью деформации под действием растягивающей силы. Например, один конец измерительного элемента 3 закреплен в термокомпенсаторе 4, а другой конец измерительного элемента 3 закреплен в кольце 5, расположенном в другом элементе крепления 2 с возможностью перемещения в нем под действием контролируемой силы заданной нагрузки. Создание разнонаправленного локального намагничивания заданных участков 6 осуществляют, например, посредством Ш-образного электромагнита с намагничивающей катушкой, помещенной на центральном магнитопроводе, или постоянными магнитами. Для этого Ш-образный электромагнит приставляют к заданному участку 6 измерительного элемента 3, например, в месте расположения подставки 8 и несколько раз, например 3-5 раз, пропускают по Ш-образному электромагниту импульс намагничивающего тока.

После этого осуществляют многократное чередование, например 20 раз, нагружения и разгружения измерительного элемента 3 до деформации, превышающей максимальную рабочую деформацию объекта контроля 1, например, посредством динамометра, прикрепляемого к кольцу 5. В процессе многократного чередования нагружения и разгружения измерительного элемента 3 снимается необратимая часть намагниченности измерительного элемента 3 и остается квазиобратимая часть локальной разнонаправленной намагниченности, которая, как и ее магнитное поле рассеяния, линейно зависит от деформации.

После этого на одном или нескольких заданных других участках 7 монолитного или составного измерительного элемента 3, работающих в режиме деформационного размагничивания (магнитоупругой памяти), выполненного из материала, обладающего магнитоупругим гистерезисом, осуществляют Ш-образным электромагнитом или постоянным магнитом локальное намагничивание в виде двух антипараллельно намагниченных (разнонаправленных) зон и оставляют их в состоянии остаточной намагниченности.

Затем измеряют деформацию на заданных участках 6 и 7 посредством измерения тангенциальной составляющей магнитного поля рассеяния на одних заданных участках с пьезомагнитным эффектом остаточной намагниченности и на других заданных участках с магнитоупругим гистеризисом измерительного элемента с помощью сканирующего устройства с феррозондовым датчиком, который, сканируя заданные участки 6 и 7, регистрирует распределение магнитного поля рассеяния по длине измерительного элемента 3 в виде магнитограммы.

На Фиг.2 отражено распределение тангенциальной составляющей магнитного поля рассеяния по длине измерительного элемента, где:

а - режим магнитного пьезоэффекта остаточно намагниченного состояния;

б - режим деформационного размагничивания - магнитоупругого гистеризиса (магнитоупругой памяти).

По данным магнитограммы определяют разность максимальных и минимальных значений тангенциальных составляющих магнитного поля рассеяния (сумму по абсолютной величине) в разнонаправлено намагниченных зонах заданного участка 6 с пьезомагнитным эффектом и строится градуировочный график зависимости ε от Н=Нмак-(-Нмин)), а также строится градуировочный график зависимости ε от ΔН=ΔНмак+ΔНмин на заданном участке 7 с магнитоупругим гистеризисом.

После этого определяют величину действующей в момент измерения деформации измерительного элемента 3 по величине разности напряженности в максимуме и минимуме магнитного поля рассеяния на заданных участках 6, обладающих пьезомагнитными свойствами.

Через заданный интервал времени повторяют измерения на заданных участках 6, обладающих пьезомагнитными свойствами, и заданных участках 7 с магнитоупругим гистеризисом, полученные значения магнитного поля рассеяния сравнивают с первоначальными значениями магнитного поля рассеяния заданных участков 6 и 7 и по изменению разности максимальных значений тангенциальных составляющих магнитного поля рассеяния на заданных участках 7, обладающих магнитоупругим гистерезисом, и по градуировочному графику зависимости ε от ΔН=ΔНмак+ΔНмин определяют максимальное значение деформации измерительного элемента 3, действовавшей в заданном интервале времени после намагничивания.

По величине магнитного поля Н на заданном участке 6 определяют деформацию измерительного элемента 3, действовавшую в момент измерения и, соответственно, деформацию объекта контроля 1.

Построение градуировочных графиков зависимостей для пьезомагнитного эффекта (ε от Н=Нмак-(-Нмин)) и магнитогистерезисной составляющей магнитоупругого преобразователя (ε от ΔН=ΔНмак-ΔНмин) осуществляют с помощью стенда для механических испытаний, например Р50.

Предлагаемые нами технические решения повышают точность измерения деформаций объектов за счет исключения влияния температурного изменения размеров металла измерительного элемента, позволяют осуществлять измерение деформации как в режиме памяти пиковой нагрузки в заданном интервале времени, так и в аналоговом режиме в любой момент времени и расширяет возможности применения измерительного элемента для измерения деформаций объектов по его магнитному полю.

1. Способ измерения деформации, включающий локальное намагничивание измерительного элемента и последующую регистрацию магнитного поля рассеяния, отличающийся тем, что осуществляют разнонаправленное локальное намагничивание одного или нескольких заданных участков измерительного элемента, выполненного из материала с пьезомагнитным эффектом остаточно намагниченного состояния, затем измерительный элемент многократно нагружают и разгружают до деформации, превышающей максимальную рабочую деформацию, после чего под заданной нагрузкой осуществляют локальное намагничивание одного или нескольких заданных участков измерительного элемента, выполненного из материала с магнитоупругим гистеризисом, затем измеряют тангенциальную составляющую магнитного поля рассеяния на заданных участках измерительного элемента с пьезомагнитным эффектом остаточной намагниченности и на заданных участках с магнитоупругим гистеризисом, сканируя заданные участки датчиком поля и регистрируя распределение магнитного поля рассеяния по длине измерительного элемента в виде магнитограммы, величину действующей в момент измерения деформации измерительного элемента определяют по величине магнитного поля заданного участка измерительного элемента с пьезомагнитным эффектом и по градуировочному графику зависимости деформации (ε) от магнитного поля рассеяния (Н), через заданный интервал времени повторяют измерения на заданных участках, обладающих пьезомагнитными свойствами, и участках с магнитоупругим гистеризисом, полученные значения магнитного поля рассеяния сравнивают с первоначальными значениями магнитного поля рассеяния этих участков, максимальное значение деформации измерительного элемента, имевшей место в заданном интервале времени после разнонаправленного локального намагничивания, определяют по изменению величины магнитного поля рассеяния на участках измерительного элемента, обладающих магнитоупругим гистерезисом, и по градуировочному графику зависимости ε от ΔН.

2. Устройство для измерения деформации, включающее измерительный элемент, изготовленный из ферромагнитного материала, намагничивающую катушку, датчик магнитного поля, измерительный элемент, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено элементами крепления, которыми зафиксирован измерительный элемент, выполненный составным или монолитным с участками из материала, обладающего магнитоупругим гистерезисом и пьезомагнитным эффектом, термокомпенсатором, размещенным на элементе крепления и соединенным с измерительным элементом, сканирующим устройством с феррозондовым датчиком, выполненным с возможностью перемещения вдоль измерительного элемента, при этом термокомпенсатор выполнен из материала, отвечающего следующему соотношению:
αt·Lt·ΔTt=α·L·ΔT,
где αt - температурный коэффициент длины материала термокомпенсатора; Lt - длина термокомпенсатора; L - длина измерительного элемента; ΔTt - изменение температуры термокомпенсатора; ΔT - изменение температуры измерительного элемента; α - температурный коэффициент длины материала измерительного элемента.

3. Устройство для измерения деформации по п.2, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено, по меньшей мере, двумя подставками, расположенными под измерительным элементом.

4. Устройство для измерения деформации по п.2, отличающееся тем, что элементы крепления выполнены в виде опор с крепежными изделиями.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области неразрушающего измерения двухосных механических напряжений магнитоупругим методом и может быть использовано в машиностроении. .

Изобретение относится к измерительной технике, в частности для контроля состояния элементов инженерных конструкций из ферромагнитных материалов в условиях циклического нагружения, и может найти применение в машиностроении и на транспорте.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для измерения нажатий щетки на коллектор непосредственно на электрической машине в рабочем режиме.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения механических напряжений в деталях конструкций из ферромагнитных материалов.

Изобретение относится к измерительным устройствам и может быть использовано в весо- и силоизмерительных системах для взвешивания автотранспорта и т.д. .

Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано для измерения осевого усилия во вращающихся валах. .

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения осевого усилия и частоты вращения во вращающихся валах. .

Изобретение относится к измерительной технике, в частности, для контроля состояния конструкций из ферромагнитных материалов и может найти применение в машиностроении, на транспорте, в производстве и контроле ответственных металлоконструкций.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к магнитоупругим преобразователям усилий, и может быть использовано для контроля механических усилий. .

Изобретение относится к области измерения механических осевых напряжений в элементах металлоконструкций. .

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения деформации грунта, горных пород, зданий, сооружений и железобетонных конструкций

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для измерения давления щетки на коллектор электрических машин, и может быть использовано в ремонтном хозяйстве электротехнической, железнодорожной и других отраслях

Изобретение относится к областям измерительной техники и неразрушающего контроля и предназначено для определения компонентов тензора механических напряжений в изделиях из ферромагнитных материалов при двухмерном напряженно-деформированном состоянии

Изобретение относится к области измерений и может быть использовано в машиностроении. Способ заключается в измерении магнитоупругим датчиком, оснащенным угломерным устройством, в заданных точках на поверхности изделия углов наклона площадок наибольших главных напряжений, в подготовке пластин-образцов из материала исследуемого изделия, контроле в них изменения углов наклона площадок наибольших главных напряжений в ходе нагружения. При этом в срединной части пластин-образцов наносят определенным образом риски, формирующие полосы заданной ширины и шероховатости поверхности. В пределах полос до и после нагружения пластин-образцов контролируют изменение углов наклона площадок наибольших главных напряжений к продольным осям пластин-образцов. По результатам контроля делается вывод о возможности применения магнитоупругого метода для определения напряжений в изделиях с различными шероховатостями поверхностей. Технический результат заключается в повышении точности измерений механических напряжений в изделиях из ферромагнитных материалов, прошедших обработку на металлорежущих станках. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к верхнему строению пути, к рельсам, а именно к способам определения механических напряжений путем измерения изменений магнитных свойств металла. Техническим результатом является повышение точности и непрерывность измерения механических напряжений, снижение трудоемкости работ. Способ определения механических напряжений в рельсах заключается в том, что над неподготовленной поверхностью каждой рельсовой нити на расстоянии 2-5 мм от их поверхности параллельно друг другу устанавливают сканирующие устройства, с помощью которых измеряют остаточную намагниченность металла рельсов. Подключают сканирующие устройства к приемному устройству, установленному на передвигающемся по рельсам приспособлении. Переводят с помощью программного обеспечения получаемые при перемещении сканирующих устройств данные остаточной намагниченности в данные механических напряжений в рельсах. Фиксируют полученные результаты как в реальном времени, так и накапливают в блоке памяти. 4 ил.

Изобретение относится к области оценки технического состояния трубопроводов и может быть использовано для определения механических напряжений в стальных трубопроводах подземной прокладки. Сущность изобретения заключается в том, что способ определения механических напряжений в стальных трубопроводах включает изготовление образца трубопровода, из материала, аналогичного материалу конструкции, пошаговое нагружение образца, измерение магнитных параметров металла на каждом шаге нагружения с определенным ориентированием датчика относительно образца, получение зависимости магнитных параметров от величины напряжений в образце, измерение магнитных параметров металла трубопровода, определение величины напряжения с помощью полученной зависимости, при этом в качестве магнитного параметра измеряют собственную напряженность магнитного поля металла труб, измерения выполняют при различных расстояниях от измерительного датчика до поверхности образца, строят графики зависимости магнитных параметров от величины напряжений в образце для каждого из расстояний, определяют расстояние от измерительного датчика до контролируемого трубопровода, определяют напряжения в трубопроводе по кривой зависимости, соответствующей измеренному расстоянию от датчика до трубопровода. Технический результат - расширение возможностей способа. 2 ил.
Изобретение относится к измерительной технике и представляет собой датчик механических напряжений. Датчик включает прямоугольную пластину из полимерного материала, на верхней поверхности которой сделано углубление, в котором помещается детектор, при этом внутри прямоугольной пластины вдоль продольной оси располагается предварительно напряжённый аморфный ферромагнитный микропровод, изготовленный из обогащённых кобальтом сплавов, помещённый внутрь измерительной катушки в виде встречно соединённый соленоидов из медной проволоки. Микропровод соединён с первой парой контактных площадок, а указанная дифференциальная измерительная катушка - со второй парой контактных площадок. Контактные площадки в свою очередь соединены с детектором, включающим источник переменного тока, соединённый с источником магнитного поля, источник постоянного тока, соединённый с первой парой контактных площадок, и усилитель сигнала измерительной катушки, вход которого соединён со второй парой контактных площадок, а выход соединён с аналого-цифровым преобразователем, подключенным к персональному компьютеру. 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к системе и способу для определения механического напряжения компонента самолета, изготовленного из намагниченного материала. Техническим результатом изобретения является упрощение определения механического напряжения на различной глубине компонента. Система для определения значимой величины (σ) механического напряжения компонента, изготовленного из намагничиваемого материала, содержит: ступень генерирования магнитного поля с изменяющейся амплитуды и ступень захвата для приема сигнала шума Баркгаузена (MBN) при изменениях амплитуды (H) магнитного поля. Причем система содержит блок обработки данных для вычисления обратной величины (1/MBNmax) от максимального значения (MBNmax) сигнала (MBN) при изменениях амплитуды (H) магнитного поля. Блок обработки данных имеет ступень памяти, которая сохраняет данные о линейном соотношении между обратной величиной (1/MBNmax) от максимального значения и значимой величиной (σ) механического напряжения. 2 н. и 12 з.п.ф-лы, 9 ил., 3 табл.

Изобретение относится к способам неразрушающего контроля остаточных напряжений в сварных соединениях и изделиях из ферромагнитных и парамагнитных материалов. Способ позволяет повысить точность контроля действующих и остаточных напряжений в изделии, определить предельное состояние изделия перед его разрушением и ресурс его эксплуатации. Для достижения указанного технического результата в точках поверхности контролируемого изделия, отстоящих друг от друга на равные расстояния, измеряют величину по меньшей мере одной составляющей напряженности магнитного поля. Далее определяют значение градиента магнитного поля для каждой пары соседних точек контроля и по полученным значениям градиентов находят зону концентрации напряжений (ЗКН). Для ЗКН рассчитывают значение магнитного показателя mпр, характеризующего предельное напряженное состояние изделия перед разрушением, и значение магнитного показателя mф, характеризующего фактическое напряженное состояние изделия. Используя полученные значения mпр и mф, оценивают предельное время эксплуатации изделия: Тпр=(mпр/mф)·Тф, где Tф - фактическое время эксплуатации изделия. Остаточный ресурс Tост эксплуатации изделия определяют по формуле: Тост=Тпр-Тф. 3 з.п. ф-лы, 11 ил.
Наверх