Устройство для измерения глубины поверхностных трещин в немагнитных материалах

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТИ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЗЬСТВУ

Сеюз Севетскик

Сециалистическик

Республик (i ) 866465 (6I ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 261 2T9 (21) 2863727/18-21 (5t)IN. Кл. с присоелиненмеи заявки М

G 0l Й 27/20

Рвударативвй комитет

СССР ав делом изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 23098 I. Бюллетень М 35

Дата опублмкования описания 250981 (53) УДК 621. . 317. 39 (088.8) (72) Авторы изобретения

Б.M. Белов, В.С. Щипцов и M.Ý. Баранова (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ГЛУБИНЫ

ПОВЕРХНОСТНЫХ ТРЕЩИН В НЕМАГНИТНЫХ

МАТЕРИАЛАХ

Изобретение относится к области неразрушающего контроля качества материалов и изделий, а именно к электрическим способам неразрушающего контро".я и может быть использовано для контроля качества изделий в металлургической и машиностроительной промышленности.

Известны устройства для неразрушающего контроля качества материалов н изделий, в которых через материал изделия пропускается электрический ток и измеряется падение напряжения на контролируемом участке, либо электрическое сопротивление контролируемого участкаС4).

13

Прибор для определения дефекта s виде высокоомного изолирующего участка в кабеле с металлическим покрытием содержит электрические контакты, 29 блок обеспечивающий прохождение кабеля по этим контактам, источник постоянного тока, подключенный к контактам. О наличии дефекта судят по величине падения напряжения на этих контактах.

Недостатком этого устройства является зависимость результатов измерения от электропроводности материала, что снижает точность измерения.

Известно также устройство для контроля дефектов по методу электрического сопротивления, содержащее генератор переменного тока, усилитель, регистрирующий прибор, токовые и потенциальные электроды. Потенциальные электроды располагаются между токовыми электродами. Если дефект расположен между токовыми электродом и потенциальным электродом, то расстояние до места дефекта и глубина его расположения определяется ко минимальной разности потенциалов между потенциальными электродами j2 ).

Недостатком этого устройства также является зависимость измеряемых величин от электропроводности материала изделия. Электрьпроводность материа6465 ф регистрирующим прибором 6. Эта разI ность потенциалов зависит от глубины трещины, проводимости материала и его магнитной проницаемости, ЬЧ = 1 где 1 — пропускаемый ток

Й вЂ”; с которого снимается разность потенциалов.

1О ( lZ о где 2 о — глубина проникновения тока, и — путь тока, у — удельная проводимость ма15 териала.

20

25 ла зависит от марки материала, от условий термической обработки и может меняться от детали к детали, что ве- дет к необходимости дополнительно измерять электропроводность что снижаУ ет точность определения размеров дефектов и увеличивает емкость измерений.

Цель изобретения — повьппение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения глубины поверхностных трещин в немагнитных материалах, содержащее генератор переменного тока, усилитель, регистрирующий прибор, токовые и потенциальные электроды, дополнительно введены генератор синусоидального сигнала ка1 тушка индуктивности, расположенная на одном из токовых электродов, блок измерения добротности и функционалыя4й преобразователь, причем катушка соединена с выходом генератора синусоидального сигнала через конденсатор и с входом блока измерения добротности, выход которого соединен с входом функционального преобразователя, выход которого соединен с управляющим входом усилителя.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства, на фиг. 2 приведен график зависимости добротности катушки Q от проводимости материала {Яо соответствует материалу с наиболее высокой проводимостью, в данном случае меди); на фиг. 3 — график зависимости напряжения на потенциальных электродах ЬЧ от проводимости Я; на фиг., 4 — функция, реализуемая функциональным преобразователем.

Устройство содержит генератор 1 переменного тока, токовые электроды 2 и потенциальные электроды 3, ко.торые подсоединяются к исследуемому материалу 4, усилитель 5, регистрирующий прибор 6, катушку 7 индуктивности, генератор 8 оинусоидального сигнала, конденсатор 9, блок 10 измерения добротности и функциональный преобразователь 11.

Устройство работает следующим образом..

Переменный синусоидальный ток (например частоты 1 кГц), вырабатываемый генератором l, пропускается по материалу 4,через токовые электроды 2. С потенциальных электродов 3 снимается напряжение ЬЧ, которое подается на усилитель 5 и измеряется

Путь тока E определяется расстоя» нием между потенциальными электродами и глубиной трещины, а

70 lf goP где p — магнитная проницаемость материала (у нечагнитных материалов,И= 1);

P0 — магнитная проницаемость вакуума.

Для того, чтобы напряжение Ч не зависело от проводимости, коэффициент усиления усилителя изменяется в зависимости от проводимости материала. Для этого на одном из токовых электродов н непосредственной близости от поверхности контролируемого материала расположена катушка индуктивности 7, которая питается от генератора 8 синусоидальных колебаний качающейся частоты (например, от 80 до 100 кГц).

Напряжение, снимаемое с катушки, подается на блок измерения добротнос46 ти 10, затем на функциональный преобразователь 11 н затем на управляемый вход усилителя 5, изменяя его коэффициент усиления.

Катушка 7 с конденсатором 9 обра4 зуют колебательный контур, при этом амплитуда напряжения при резонансе, регистрируемая блоком измерения добротности, пропорциональна добротности контура (нри Q > 1) и является

Функцией добротности катушки. Поскольку катушка располагается в непосредственной близости от исследуемого объекта, т.е. добротность зависит от его проводимости (фиг. 2), 55 Напряжение, пропорциональное добротности контура,.с выхода блока измерения добротности поступает на функциональный преобразователь, на выхо5 866465 6 де которого формируется сигнал, зави- идального сигнала, катушка индуктивг сящнй oT сигнала на входе, в соответ- ности, расположенная на одном из ствии с зависимостью (фиг. 4). В ре- токовых электроцов, блок измерения зультате сигнал, регистрируемый ин- добротности и функциональный преобдикатором, не зависит от . разователь, причем катушка соединена с выходом генератора сннусоидального сигнала через конденсатор и с входом

Формула изобретения блока измерения добротности, выход которого соединен с входом функциоУстройство для измерения глубины fe нального преобразователя, выход котоповерхностных трещин в немагиитных ма- рого соединен с управляющим входом териалах, содержащее генератор иере- усилителя. менного тока, усилитель, регистри- Источники информации, рующий прибор, токовые и потеици- принятые во внимание при экспертизе альные электроды, о т л и ч а ю — fs 1. Патент CIHA В 3840803, щ е е с я тем, что, с целью повыше- кл. 324-60, 08. 10.74. ния точности измерений, в него допол- 2, Патент Японии В 50-2593, нительно введены генератор синусо- кл. 112ÍÎ, 28.01.75 (прототнп).

866465

Тираж 910 Поднисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 8066/66

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В. Стукан

Редактор В. Еремеева Техред З.Фанта Корректор С. ШекмаР