Устройство для контроля структуры металлических изделий магнитным способом

 

Класс 42k, 20„ № 67015

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зарегистрировано в Баро изобретений Госплана СССР

А. В. Дехтяр

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СТРУКТУРЫ, МЕТАЛЛИЧЕСКИХ

ИЗДЕЛИЙ МАГНИТНЫМ СПОСОБОМ

Заявлено 6 февраля 1941 года в Наркомат цветной металлург "» за Ко 40657 (308665) Опубликовано 30 сентября 1946 года и самоиндукция на величину

<„а Д1 2, д2т + ща 2 (г>

Известны устройства для магнитной дефектоскопии металлов, состоящие из П-образного электромагнита, питаемого переменным током промышленной частоты, и индикаторной катушки, включенной на гальванометр, регистрирующий изменения силы тока в катушке, обусловленные введением в поле электромагнита исследуемых изделий.

Известно также, что такие устройства, равно как и другие устройства для магнитной дефектоскопии металлических изделий, могут быть без существенных изменений использованы для контроля структуры этих изделий.

Настоящее изобретение имеет целью в этом последнем случае повысить чувствительность устройства.

Для этого, согласно изобретению, индикаторная катушка располагается вне железа электромагнита над одним из его полюсов и выполняется так, чтобы в нее могло быть введено при испытании исследуемое изделие, опирающееся при этом на указанный полюс.

Для возможности работы по компенсационному способу, дающему, как известно, повышенную точность, индикаторная катушка выполняется удлиненной формы и располагается относительно электромагнита таким образом, чтобы противоположные края ее находились над разными полюсами посл едн его.

Сущность изобретения поясняется дальнейшим описанием и фигурами

1 и 2 чертежа, схематически изображающего предлагаемое устройство.

Известно, что если в катушку К, обладающую самоиндукцией L2 и сопротивлением Яв (фиг. 1), внести металлический сердечник Н из немагнитного материала (который можно рассматривать как короткозамкнутую обмотку с самоиндукцией Л и сопротивлением R ), то параметры катушки К изменяются: сопротивление на величину

< I1IB

Ы7в— г4+""-х г

¹ 67015 где: JW — коэфициент взаимоиндукци и между катушкой К и фиктивной — короткозамкнутой обмоткой Н. При низких частотах изменение самоиндукции будет сказываться значительно меньше, чем изменение омич еского сопротивления.

Чтобы использовать в схеме, наряду с экранирующим действием токов, изменение параметров катушки при внесении в нее немагнитного сердечника, индикаторная катушка К помещается не, как обычно, на электромагните П, возбуждающем переменный магнитный поток Ф,, а над ним так, чтобы испытуемый образец Н мог быть введен внутрь катушки К, опираясь при этом на полюс электромагнита.

Чтобы эффект изменения параметров катушки К при внесении в нее металлического немагнитного сердечника был сильнее, необходимо, как это видно из формул (1) и (2), сделать коэфициент взаимоиндукции Л1 между катушкой К и фиктивной обмоткой Н возможно большим. Для этого, как уи е было указано выше, катушка К помещается над электромагнитом П так, чтобы в нее можно было погрузить испытуемый образец; наряду с этим, катушка К изготавливается так, чтобы она, по возможности вплотную прилегала к испьггуемому образцу.

Вместе с тем, так как образец Н опускается на полюс электромагнита П, он экранирует полость катушки К, ослабляет магнитный поток

Ф b и, независимо, уменьшает э.д. с. катушки К.

Под действием переменного магнитного потока Ф „одновременно индуктируется э.д.с. в индикаторvoA катушке К и в испытуемом образце Н.

Мгновенные значения сил тока в катушке К определяются выражением:

ju>ajar

Я2 @

Л1+ jML) <,2 Ц2 (з) >4+ >" 4+ —.

Л, +,7<ОЙ, где Е1 — э.д.с., индуцируемая в испытуемом образце, Е2-- э.д.с., ипдуцпруемая в катушке К, Rl u. L2 — параметры фиктивной обмотки Н, R2 и Ь вЂ” параметры катушки К.

При последовательной замене испытуемых образцов. имеющих одинаковые размеры (Ll — неизменно) и различные сопротивления Rl, вследствие экранирующего действия токов, индуцируемых в пспыту>емом оо ьсктс Н, 1>вменяется величина э.д.с, Е . Наряду с этим вследствие изменения величины со ротивления Rl выражения

„> Л о>- iliИ

Л1+1 а Ll Л1+.10> L1 приооретают другие значения.

Это и связано с изменением па; а метров катушки I(lipll внесении в нее металлического не магнитного сердечника Н.

Можно показать, что Е и выра)щ„Ц >> lie жения —: — и . изменяются

Л1+д > L> Лl+1 L> при замене образцов так, что они согласно уравнению (3) одновременно способствуют росту или уменьшcíèþ тока 12. 1 аким образом, по изменени о тока I можно судить однозначно об изменениях структуры.

Для увеличения чувствительности схемы весьма важно, чтобы сопротивление индикаторной цепи при большом числе витков индикаторной катушки К было возможно меньше. Кроме того необходимо, чтобы сопротивление катушки было невелико по сравнению с сопротивлением стрелочного индикаторного прибора.

Для обеспечения этих требований и с целью работы по компенсационному способу катушка К выполняется удлиненной формы и опирается своими краями (фиг. 2) на полюса Nl и N2 П-образного элекгромагнита, собранного из листов трансформаторного железа и питаемого переменным током промышленной частоты (50 пер/сек).

Полюса iVl и iV; электромагнита П удалены друг от друга так, чтобы нормальный к поверхности

Предмет изобретения фпг

Фиг. 1

-Ж.

Отв. редактор А. H. Панасенко Техн. редактор В. Т. Крашнин

Л1005!. Подписано к печати 20/XI-19-18 г. Тираж 400 акз. Цена 65 к. Зак. 110.

Типография Госпланиадата им. Воронского, г. Калуга полюса поток Фа приобрел максимальное значение.

Правый и левый края одной и той же катушки К пронизываются потоками противоположного направления. Поэтому в правой и левой частях катушки К индуцируются э. д. с. разных знаков, которые взаимно компенсируются. Перемещая катушку К горизонтально в направлении от одного полюса к другому, можно отыскать положение, соответствующее полной взаимной комгенсации э. д. с., индуцируемых в правом и левом краях катушки. В этом случае стрелка прибора G, включенного в цепь катушки через купроксный выпрямитель В (непосредственно или через усилитель), не отклоняется.

При введении внутрь правого края катушки К испытуемого металлического объекта Н тпк, чтобы он опирался на поверхность полюса Л ь вследствие экраннрующего действия испытуемого образца, поток Ф „ внутри правого края катушки деформируется и огибает этот край катушки К. При этом нарушается достигнутая ранее взаимная компенсация э. д. с. и прибор 6 будет реагировать на ток, p03HèKøèé в цепи катушки К.

Введением последовательно Б правую часть катушки К образцов с различной структурой нарушается в различной степени ранее достигнутая, при настройке прибора, компенсация и получаются различные показания прибора.

Ясж o поместить в левую часть катушки образец нормальной структуры или твердости и производить сравнительные испытания, помещая в правую часть катушки испытуемые образцы.

1. Устройство для контроля стру ктуры металлических изделий магнитным способом, состоящее из

П-образного электромагнита, питаемого переменным током промышленной частоты, и индикаторной катушки, включенной на гальванометр, регистрирующий изменения силы тока в катушке, обусловленные введением в поле электромагнита исследуемых изделий, о т л ичающееся тем, что, с целью погышения чувствительности устройства, индикаторная катушка pBcTIQлсжена вне железа электромагнита над Одним из его полюсов и Выполнена так, чтобы в нее могло быть введено при испытании исследуемое изделие, опирающееся при этом на указанный полюс.

2. Форма выполнечия устройства по и. 1, отлп . Ощаяся тем, что с целью;., ..:-; по компенсационному мет, ó:.:.— каторная катушка выполнена удлиненной фор. ы и расположена относительно электромaãíèòà таким образом, что противоположные края ее находятся над разными полюсами последнего.