Вихретоковый преобразователь

 

Союз Советскик

Социалистическии

Республик

ОЛ ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

t ai} 859968 (6l j Дополнительное к авт. свяд-ву (22)Заявлено 17.12.79 (21) 2854402/25-28 (5l)M. Кл. с присоединением заявки М

С 01 N 27/90

Гоеударстаеннмй комнтет

СССР (23) Приоритет йо делая изобретений н открытий

Опубликовано 30.08.81. Бюллетень М Ç2

Дата опубликования описания 02. 09. 81 (53) УЙК 620.179. . 14 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.A. денисов, В.Д. Фалкин, Ю.Л. Бенькович Й В. А. Шарков

1., Куйбышевский ордена Трудового Красного Знамени авиационный институт им. С.П.Корояева (7l ) Заявитель (54) ВИХРЕТОКОВЬЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ щели I:11.

Изобретение относится к контроль. но †измерительн технике, а именно, к неразрушающим испытаниям и может быть использовано для выявления . макроскопических дефектов типа нарушений сплошности в различных отраслях народного хозяйства.

Известен преобразователь, содержащий кольцевой магнитопровод со щелью, на котором размещены возбуждающая и измерительная обмотки. Измерительная обмотка уложена в пазы, выполненные на внешней боковой поверхности магнитопровода по обе стороны

Известный преобразователь не обеспечивает надежный контроль ввиду малой чувствительности, связанной с тем, что в зоне щели преобразователя об30 разуется возмущающее магнитное поле, созданное потоком выпучивания из щели, недостаточной пространственной концентрации.

Наиболее близким к предлагаемому является вихретоковый преобразователь, содержащий замкнутый магнитопровод, размещенные на нем возбуждающую об- . мотку, измерительную обмотку и охватывающий магнитопровод короткозамкнутый виток (2 ).

Недостатком известного преобразователя является низкая надежность и избирательность контроля к однотипHblM и равновеликим дефектам.

Цель изобретения — повышение надежности и избирательности контроля макроскопических дефектов типа нарушения сплошности.

Поставленная цель достигается,тем,. что на рабочей поверхности магнитопровода выполнены три параллельных паза, измерительная обмотка размещена в крайних пазах, а короткозамктеутый виток в среднеч пазу. Причем короткозамкнутый виток выполнен из провода, диаметр которого соизмерим с

859908

5 !

О

30

55 линейными размерами дефектов, подлежащих выявлению.

На фиг. 1 изображен предлагаемый преобразователь, аксонометрическая проекция; на фиг. 2 — схема его включения.

Преобразователь содержит замкнутый магнитопровод 1, на который равномерно намотана возбуждающая двухсекционная обмотка 2, измерительную обмотку 3, охватывающий магнитопровод короткозамкнутый виток 4. На рабочей поверхности магнитопровода 1 выполнены три параллельных паза 5-7, обращенные к контролируемой поверхности 8. В пазах 5 и 7 уложена измерительная обмотка 3. Короткозамкну,тый виток 4, охватывающий магнитопро.. вод, размещен в пазу 6. К клеммам ВГ измерительной обмотки 3 подключен линейный усилитель 9, соединенный с диодно-выпрямительной схемой 10, напряжение с которой подается на фильтр 11, усилитель 12 постоянного тока и индикатор 13 дефекта. Возбуждающая обмотка 2 питается от высокочастотного генератора !4 через акIHBHo-åìêoñòíoé делитель 15.

Преобразователь работает следующим образом.

При подключении возбуждающей обмотки 2 к высокочастотному генератору 14 в кольцевом магнитопроводе 1 создается магнитный поток Ф (фиг.2), индуктирующий в короткозамкнутом витке 4 высокочастотный ток. Этот ток создает вблизи витка 4 узколокальное электромагнитное поле высокой пространственной концентрации, взаимодействующее за счет вихретокового эффекта с контролируемой поверхностью 8. Магнитный поток короткозамкнутого витка 4 симметричен относительно измерительной обмотки 3, электродвижущие

° силы 11 и 1, наводимые в этой обмотке, равны по амплитуде и фазе и взаимно компенсируются. Как следствие, напряжение на клеммах ВГ равно нулю и стрелка индикатора 13 дефекта не . отклоняется. В процессе сканирования в направлении S контролируемой поверхности 8, в зону измерительной обмотки 3 попадает дефект, например трещина 16. При этом конфигурация и симметрия электромагнитного поля короткозамкнутого витка 4 нарушается, вследствие чего ЭДС 1 становится по амплитуде больше ЭДС 1 . Взаимная ком. пенсация напряжений в йзмерительной обмотке 3 нарушается и на клеммах ВГ появляется напряжение, поступающее на вход линейного усилителя 9. Это напряжение выпрямляется диодно-выпрямительной схемой 10. После фильтра 11 и усилителя 12 постоянного тока оно подается на вход индикатора 13 дефекта, фиксирующего дефект,.

Для повышения избирательности к однотипным и равновеликим дефектам диаметр провода, из которого изготовлен короткозамкнутый виток 4, выбирается соизмеримым с линейными размерами дефектов, подлежащих выявлению.

Например, диаметр провода витка 4 выбирают равным критическому поверхностному раскрыву трещины 16, подлежащей выявлению. При этом в контролируемой поверхности возбуждаются вихревые токи в области, размеры которой соизмеримы с ожидаемым поверхностным раскрывом трещины. Величина разбаланса ЭДС 1„ и l> в этом случае достигает максимальной величины, что фиксируется индикатором 13 дефекта и оператором. Остальные дефекты, неоднотигные с выявляемым, фиксируются с меньшей амплитудой отклонения стрелки индикатора 13.

Вихретоковый преобразователь позволяет осуществить надежный контроль макроскопических дефектов типа нарушения сплошности металлических поверхностей за счет увеличенной пространственной концентрации возмущающего поля, возбуждающего в узколокальной области контролируемого изделия вихревые токи высокой интенсивности. Избира" тельность преобразователя к однотипным и равновеликим дефектам повышается путем подбора размера сечения провода, из которого изготовлен короткозамкнутый виток. Диаметр провода витка должен быть соизмерим с линейными размерами дефектов, подлежащих выявлению. При этом линейно-протяженная зона возбужденных вихревых токов соизмерима с поверхностным оагкрывом

I дефектов, чем и достигается указанная избирательность. Вихретоковый преобразователь может быть использован в контролирующих системах, предназначенных для диагностики прочностного состояния деталей, для об,наружения дефектов критических раз меров и для определения статистичес ких характеристик дефектных изделий.

ФОРМула изобретения

tl

1% 2. Промышленное применение элект. ромагнитных методов контроля". M., МДНТИ им. Ф.Э. Дзержинского, 1974, с,31 (прототип).

859908 6 лью повышения избирательности к одно типным и равновеликим дефектам типа

1. Вихретоковый преобразователь, нарушения сплошности, короткозамкнусодержащий замкнутый магнитопровод, тый виток выполнен из провода диаgas размещенные на нем возбуждающую об- > метр которого соизмерим с линейнычи мотку, измерительную обмотку и охва- размерами дефектов, подлежащих вытывающий магнитопровод короткозамкну- явлению. тый виток, отличающийся тем, что, с целью повышения надежнос- Источн сточники информации, ти контроля макроскопических дефек- 3Q приняты во ним принятые во внимание при экспертизе тов типа нарушений сплошности, на рабочей поверхности магнитопровода вы- 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 577449, кл. 6 01 и 27/86, 1977. тельная обмотка размещена в крайних пазах, а короткозамкнутый виток в среднем пазу.

2. Преобразователь по и. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что, с це859908

Составитель А. Бодров

Редактор Ю. Середа Техред Т,Маточка Корректор Н. Швыдкая

Заказ 7537/6б Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1l3035 Москва Ж-35 Ра ская наб. д. 4/5. л „ Z ь

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4