Электромагнитный преобразователь для измерения длины трещин при усталостных испытаниях деталей

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

<1>691681

Фя)

/К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6!) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 14.0976 (21) 2403760/25 — 28 с присоединением заявки М (23) Приоритет (51)М. Кл.

G 01 B 7/16 //

G 01 М 27/88

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 1 5l 07 9. Бюллетень М 38

Дата опубликования описания 1 51 07 9 (53) УДК 531 .781 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Г .A . .Касимов и А .Д.Покровский

- 4, l

Московский ордена Ленина энергетичеСкий институт (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Д11Я ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИНЫ ТРЕЩИН ПРИ УСТАЛОСТНЫХ

HCllblTAHHHX ДЕТАЛЕЙ

1 2

Изобретение относится к технике измерения деформаций материалов электромагнитными методами и может быть использовано для измерения длины усталостных трещин в образцах с конструктором механических напряжений.

Известен накладной вихретоковый преобразователь для измерения длины усталостных трещин. Он содержит подложку и электрическу|о измерительную

i0 обмотку плоской прямоугольной формы, лежащую на подложке. Длина трещины определяется через изменение индуктивности обмотки (1) .

Однако изменения .индуктивности, вызванные трещиной, могут зависеть не только от длины трещины, а также от электромагнитных свойств материала детали и их изменений, происходящих в зоне трещины при усталостном разрушении, поэтсму точность результата измерений оказывается невысокой, что является недостатком рассмотренного преобразования.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является электромагнитный преобразователь для измерения длины трещин при усталостных испытаниях деталей. Он содержит изоляционную подложку, два электрических З0 контакта, закрепленных на подложке, и иэмерительну1о обмотку плоской прямоугольной формы, размещенную на подложке по одну сторону от геометрической линии, соединяющей контакт (2) .

В указанном преобразователе результат измерения длины трещины хотя и меньше зависит от электромагнитных свойств материала детали и их изменений, но точность результатов измерений остается все же недостаточной.

Целью изобретения является повышение точности результатов измерений путем устранения влияния на них электромагнитных свойств материала детали.

Цель достигается тем, что электромагнитный преобразователь снабжен несколькими измерительными обмотками плоской прямоугольной формы, установленными на подложке перпендикулярно ее плоскости и параллельно геометрической линии между контактами.

При таком выполнении преобразователя выходной сигнал какой-либо одной или двух соседних обмоток будет иметь небольшую величину, если вершина трещины окажется вблизи витков одной или двух обмоток. По положению таких обмоток на подложке можно судить о длине трещины. Независимость,, 691 681 положения обмоток с наибольшим сигналом от электромагнитных свойств ма-, териала испытуемой детали обеспечивает повышение точности результата измерений.

На фиг . 1 показан предложенный преобразователь; на фиг. 2 — взаим,5

1 ное расположение трещины и взаимодействующих с ней элементов преобразователя.

Электромагнитный преобразователь для измерения длины усталостных трещин содержит изоляционную подложку

1, на которой установлены контакты

2. На подложке 1 стоят измерительные обмотки 3 плоской прямоугольной формы.

Они параллельны геометрической ли15 нии, соединяющей контакты 2, и перпендикулярны плоскости подложки 1 ..

Преобразователь устанавливают на деталь 4 так, чтобы контакты 2 расположились симметрично относительно

20 концентратора 5 механических напряжений, а измерительные катушки 3 оказались в области ожидаемого развития трещины 6 и были перпендикулярны ожидаемому направлению трещины.

25 .Электрические контакты 2 подключают к источнику переменного тока частотой,: обеспечивающей малую глубину проникновения тока в деталь по сравнению с глубиной ожидаемой трещины. Затем деталь 4 нагружают циклической нагрузкой.

При образовании в детали 4 трещины б ток между контактами 2 потечет вокруг трещины 6 по контуру 7 как показано на фиг. 2.

Поскольку развитие трещины б идет перпендикулярно плоскости катушек 3, то боковые участки контура 7 тока также оказываются перпендикулярными 4Q плоскости катушек 3. В результате эти участки контура 7 не наводят ЭДС на измерительных обмотках. Но там, где ток огибает вершину трещины б, контур 7 имеет участок,, параллельный45 иэмерительньм обмоткам 3 . Этот участок будет наводит ЭДС практически лишь на нижние части ближайших к нему йзмерительных обмоток . Наибольшую .. ЭДС будет иметь либо одна, либо две соседние обмотки, расположенные непосредственно над вершиной трещины.

Присоединяя измерительные обмотки

3 поочередно ко входу вольтметра или иного контрольного устройства можно выявить ту одну или две иэ них, которые обладают наибольшим сигналом.

Длина трещины определяется как расстояние от вершины концентратора 5 до обмотки 3 с наибольшим сигналом или же до средней точки между двумя обмотками с наибольшим сигналом .

Использование преобразователя позволяет повысить надежность ответственных деталей за счет получения более точных данных о процессах развития усталостных трещин.

Фсрмула изобретения

Электромагнитный преобразователь для измерения длины трещин при усталостных испытаниях деталей, содержащий изоляционную подложку, два электрических контакта, закрепленных на подложке, и измерительную обмотку плоской прямоугольной формы, размещенную на подложке по одну сторону от геометрической линии, соединяющей контакты, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности результатов измерений путем устранения влияния на них электромагнитных свойств материала

Детали, он снабжен несколькими измерптельными обмотками„ плоской прямоугольной формы, установленными на подложке перпендикулярно ее плоскости и параллельно геометрической линии между контактами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Касимов F.А. и др. Контроль роста трещин накладным вихретоковым преобразователем. Тезисы докладов второй Всесоюзной межвузовской конференции по электромагнитным методам контроля качества материалов и изделий; Рижский политехнический институт, Рига, 1975, с. 101.

2. Авторское свидетельство СССР

М 557304, кл. G 01 N 27/82, 1976 (прототип).

691681 фее.1 фиФ. 2

Составитель Ю.Востриков

Редактор Б..Зубистова Техред С.Мигай КорректорГ.Решетник

Заказ 6200/30 Тираж 866 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r.ужгород, ул.Проектная,4