Вихретоковый преобразователь

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ц 580438

Сова Соеетскил

Соииалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.10.75 (21) 2184870/28 с присоединением заявки № 2188088/28 (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.11.77. Бюллетень № 42 (45) Дата опубликования описания 10.11.77 (51):М. Кл, G 01В 7/00

G 01N 27/86

Государственный комитет

Совета министров СССР ло делам изобретений

"". открытий (53) УДК 620.179.14 (088.8) (72) Авторы изобретения

Н. Н. Зацепин и В. Ф. Кунцевич (71) Заявитель

Отдел физики неразрушающего контроля

AH Белорусской ССР (54) ВИХРЕТОКОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к средствам электроиндуктивной квалиметрии и может быть использовано для преобразования неэлектрических величин в электрические сигналы при контроле качества материалов и изделий.

Известны электроиндуктивные преобразователи неэлектрических величин в электрические сигналы для контроля качества материалов и изделий, содержащие катушки взаимоиндуктивности, магнитные поля которых ориентированы в различных направлениях относительно контролируемого объекта (1). Однако достоверность контроля этими преобразователями недостаточная, так как в преобразователях проходного типа используют однофазные, одночастотные поля.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является вихретоковый преобразователь, содержащий обмотку возбуждения, выполненную в виде статорной обмотки асинхронного двигателя, и измерительные обмотки, установленные в полости обмотки возбуждения (2).

В данном случае дополнительно возбуждается в контролируемом объекте бегущее магнитное поле.

Однако достоверность контроля изделий с дислокациями и вакансиями различного типа недостаточная, так как взаимодействие только с бегущим полем не обеспечивает требуемого соотношения сигнал/помеха, например, при преимущественной ориентации дислокации перпендикулярно вектору поля.

Для повышения достоверности контроля изделий с дислокациями и вакансиями различного типа предлагаемый преобразователь снабжен возбуждающим узлом, выполненным в виде двух пар колец 1 ельмгольца, между которыми аксиально с ними расположена обlo мотка возбуждения, и дополнительной измерительной обмоткой, установленной в полости обмотки возбуждения коаксиально с ней.

На фиг. 1 изображена схема описываемого устройства; на фиг. 2 — структурная схема

1д работы устройства.

Вихретоковый проходной преобразователь содержит обмотку 1 возбуждения, расположенные внутри каркаса 2, измерительные обмотки 3, токовые обмотки 4, выполненные в виде двух колец Гельмгольца; токовые обмотки 5 являются второй парой колец Гельмгольца; измерительную кольцевую обмотку 6, расположенную на каркасе 7. Структурная схема включает вихретоковый проходной преобразо25 ватель 8, источник 9 синусоидального тока, источник 10 линейно изменяющегося тока, источник 11 синусоидального тока, имеющий выходы двухфазного и трехфазного напряжения, блок 12 обработки сигналов.

30 Каркасы 2, 7 выполнены из диэлектрика, 580438 например, из текстолита. Обмотка 1 возбуждения уложена симметрично вдоль образующей по периметру каркаса 2, и ее секции, противоположно расположенные, попарно соединены между собой, образуя многофазную обмотку. Токи при протекании по обмотке возбуждения 1 создают вращающееся электромагнитное поле. Измерительные обмотки 3 расположены симметрично по окружности.

Каждую из измерительных обмоток при отсутствии контролируемого изделия в преобразователе устанавливают поворотом вокруг своей продольной оси в такое положение, когда выходное напряжение минимальное, этим достигается отсутствие трансформации ЭДС поля возбуждения. Измерительные обмотки 3 соединены между собой последовательно согласно; такое соединение может быть как непосредственное, так и через электронные сумматоры.

Устройство работает следующим образом.

Обмотки 5 возбуждения подключают к выходу источника 9 синусоидального тока, Обмотку 1 возбуждения подключают к выходу источника ll синусоидального тока с учетом фазности. Частота колебания тока зависит от вида материала контролируемого изделия.

Например, для контроля ферромагнитных изделий частоту тока возбуждения устанавливают 50 Гц, для неферромагнитных материалов частота тока возбуждения выше. Обмотку 4 возбуждения подключают к источнику 10 линейно изменяющегося тока, Выход измерительной обмотки 3 и выход измерительной кольцевой обмотки 6 подключают на вход блока

12 обработки сигналов последовательно согласно. Соединение их может быть как непосредственное, так и через электронный сумматор.

Контролируемое изделие перемагничивается синусоидальным и вращающимся электромагнитными полями с линейно изменяющимся подмагничиванием. Подмагничивание контролируемого изделия приводит к тому, что значения магнитных проницаемостей изделия изменяются соответственно изменению напряженностей,поля. В измерительных обмотках 3 преобразователя наводится ЭДС в виде суммарного спектра гармоник. Причем амплитуда и фаза составляющих суммарного спектра этого сигнала зависят от электромагнитных характеристик и линейных размеров контролируемого изделия.

По корреляционной зависимости амплитуды и фазы составляющих суммарного спектра, наведенных вихревыми токами от контролируемого изделия, определяют физико-механические параметры и линейные размеры. Диаметр контролируемого изделия определяют по амплитуде первой гармоники тока возбужде20 ния, толщину трубчатых изделий по амплитуде и фазе третьей гармоники тока возбуждения, а твердость цилиндрических ферромагнитных материалов по амплитуде и фазе второй гармоники тока возбуждения, 25

Ф ор мула изобретения

Вихретоковый преобразователь, содержащий обмотку возбуждения, выполненную в

30 виде статорной обмотки асинхронного двигателя, и измерительные обмотки, установленные в полости обмотки возбуждения, отлич а ю шийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля изделий с дислока35 циями и вакансиями различного типа, он снабжен возбуждающим узлом, выполненным в виде двух пар колец Гельмгольца, между которыми аксиально с ними расположена обмотка возбуждения, и дополнительной изме40 рительной обмоткой, установленной в полости обмотки возбуждения коаксиально с ней.

580438

us. 2

Составитель А. Духанин

Корректор 3. Тарасова

Редактор И. Марголис

Техред А. Камышникова

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2416/14 Изд. № 878 Тираж 907

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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