ДАТЧИК ДЛЯ КОНТРОЛЯ СВАРНЫХ ШВОВ Российский патент 1997 года по МПК G01N27/24 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для неразрушающего контроля стальных сварных швов.

Известен феррозондовый преобразователь /датчик/ для неразрушающего контроля сварных труб [1] который содержит катушку с возбуждающей и измерительной обмотками и сердечник из ферромагнитного материала, снабженный немагнитным диском с питанием возбуждающей обмотки от высокочастотного генератора. При проведении такого контроля шва требуется предварительное намагничивание металла с фильтрацией и усилением ЭДС измерительной обмотки с помощью специальных электронных устройств. Наряду со сложностью такой датчик-преобразователь позволяет определять только дефектные участки на сварных швах без сравнительной оценки прочностных свойств.

Известно также устройство для измерения дефектов волокон и проводов [2] которое содержит трехэлектродный конденсатор и общим электродом конденсатора является контролируемое изделие. При этом в устройстве используются измерительные электроды сложной формы в виде трехгранных призм, а изменение напряжения в индуктивной цепи генератора должно быть достаточно большим. Только в этом случае возможно точное измерение величины и глубины дефекта.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей и упрощение неразрушающего контроля.

На фиг. 1 показан датчик и его расположение в зоне контроля стыкового шва; на фиг. 2 изменение тока в зависимости о прочности стального стыкового шва.

Датчик содержит трехэлектродный конденсатор, при этом общим электродом конденсатора является контролируемое изделие, и состоит из двух диэлектрических пластин 1, размещенных между каждым из двух измерительных электродов 2 на общем основании 3 и контролируемым изделием 4, причем диэлектрические пластины выполнены из мрамора. Его диэлектрическая проницаемость достаточно высока и составляет 8-10, что обеспечивает такому датчику большую электрическую емкость при небольших размерах, полную независимость от воздействия окружающей среды /например, от влажности воздуха/.

Датчик работает следующим образом. От генератора высокочастотных гармонических колебаний электромагнитная энергия передается на диэлектрические пластины 1 через измерительные электроды 2. При установке датчика в зоне контроля электромагнитное поле локализуется в области сварного шва с одновременным уменьшением энергии поля вследствие потерь в металле. Контроль сварного шва может осуществляться сравнением с эталонным изделием /швом/ или по локальному изменению свойств металла по длине шва. Изменение электрической емкости датчика пропорционально изменению тока в приборе-регистраторе /в цепи генератора/.

Типовая зависимость относительно тока J/J₀ в приборе-регистраторе от относительной прочности σ/σ_o для стыковых сварных швов из мостовой стали приведена на фиг. 2. Здесь J₀ ток, соответствующий опытному шву с известной прочностью σ_o.

Полученная линейная зависимость упрощает контроль сварных швов и подтверждает, что потери энергии электромагнитного поля в металле адекватны прочностным характеристикам самого шва.

Чувствительность датчика можно изменять за счет толщины диэлектрических пластин. Датчик можно применять при контроле прочности сварных швов, для выявления дефектов в швах, для оценки влияния краевого эффекта /вблизи торцев стальных листов и изделий из них/.

Использование: в контрольно-измерительной технике, в частности в устройствах контроля сварных швов. Сущность изобретения: датчик представляет собой трехэлектродный конденсатор, общим электродом которого является контролируемое изделие. Между измерительными электродами в виде пластин и контролируемым изделием размещены две пластины из мрамора. 2 ил.

Датчик для контроля сварных швов, содержащий трехэлектродный конденсатор, при этом общим электродом конденсатора является контролируемое изделие, отличающийся тем, что он дополнительно содержит две диэлектрические пластины, размещенные между каждым из двух измерительных электродов и контролируемым изделием, причем диэлектрические пластины выполнены из мрамора.