УСТРОЙСТВО НАМАГНИЧИВАНИЯ ДЛЯ СРЕДСТВ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ Российский патент 2007 года по МПК G01N27/82 

Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля материалов и может быть использовано в устройствах диагностирования рельсов, уложенных в путь, и других длинномерных объектах, в частности в устройствах, использующих электромагнитно-акустический или магнитный методы неразрушающего контроля с высокой разрешающей способностью.

Для автоматизированной дефектоскопии рельсового пути наряду с подвижными дефектоскопами типа вагонов (дефектоскопные станции) применяются легкие дефектоскопы, выполненные на базе дрезин, тележек и велосипеда, приспособленных для движения по железнодорожному пути. В частности, в велодефектоскопе Карпова для намагничивания рельса используется катящееся по нему колесо, представляющее собой электромагнит или постоянный магнит, а искательная катушка, в которой индуцируется эдс при прохождении над дефектом, представляет собой катушку с небольшим П-образным сердечником, расположенным продольно над головкой рельса. Намагничивающее колесо Карпова имеет относительно простую конструкцию и создает поле, достаточное для обнаружения дефектов. Такое намагничивающее устройство в отношении происходящих электромагнитных процессов может применяться во всяком случае при всех рабочих скоростях велодефектоскопов и даже и при скоростях значительно больших (следует иметь в виду, что хотя при возрастании скорости несколько уменьшаются значения магнитной индукции, но в то же время со скоростью линейно растут эдс, создаваемые одним и тем же изменением потока, а все эффекты, связанные с полем вихревых токов, растут пропорционально квадрату скорости).

Однако рассматриваемое намагничивающее колесо может служить причиной возникновения значительного числа ложных импульсов, т.е. таких изменений магнитного поля, которые улавливаются искательной катушкой, но вызываются привходящими обстоятельствами, а не появлением дефекта в рельсе. Это может быть обусловлено тем, что в рассматриваемой конструкции небольшие колебания (тряска, толчки, подпрыгивания, изменение наклона оси колеса) могут вызывать значительные изменения магнитного поля из-за изменения переходного сопротивления между полюсами электромагнита и головкой рельса. Это переходное магнитное сопротивление велико относительно сопротивления всей магнитной цепи, поэтому его изменения должны сильно отзываться на величине магнитного потока. В то же время значение этого переходного сопротивления во время движения колеса может значительно меняться при сравнительно небольших перемещениях.

В качестве прототипа принято устройство намагничивания рельса, в котором устранен указанный недостаток (Сборник «Проблемы ферромагнетизма и магнетодинамики», М., 1946, К.М.Поливанов «Распределение магнитного потока в рельсе при его намагничивании катящимся электромагнитом, применяемым на велодефектоскопах системы Ф.М.Карпова», с.165, 166). Известное устройство намагничивания рельса содержит полый корпус из немагнитного материала, выполненный в форме железнодорожного колеса, внутри которого установлен магнит в виде диска. Зазор между полюсами и головкой рельса обеспечивается за счет толщины стенок корпуса, выполненного из немагнитного материала. Зазор может быть также обеспечен за счет установки магнита в бронзовое кольцо и использования бронзового диска, устанавливаемого с внутренней стороны реборды. Устройство намагничивания рельса имеет относительно простую конструкцию и создает поле, достаточное для обнаружения дефектов.

К недостаткам прототипа следует отнести недостаточно высокую эффективность намагничивания рельса, обусловленную распределением магнитного потока, часть которого проходит в поперечном направлении через головку, а другая часть - через шейку в вертикальном направлении, охватывая лишь часть подошвы рельса, и далее через воздушный промежуток подходит к противоположному полюсу магнита, при этом через другую часть подошвы рельса магнитный поток не проходит. Следовательно, в данном случае не происходит намагничивания всего сечения рельса, что в свою очередь не позволяет осуществить полноценный контроль всего сечения рельса при использовании такого устройства намагничивания.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности устройства намагничивания, заключающейся в обеспечении намагничивания всего сечения рельса, включая подошву.

Технический результат достигается тем, что устройство намагничивания для средств неразрушающего контроля, содержащее полый корпус из немагнитного материала, выполненный в форме железнодорожного колеса, внутри которого установлен магнит в виде диска, снабжено дополнительным магнитом, имеющим форму и размеры первого магнита, при этом оба диска магнитов установлены соосно с ребордой колеса, обращены друг к другу одноименными полюсами и образуют между собой равномерный зазор.

В устройстве намагничивания магнит может быть выполнен в виде электромагнита.

Устройство с вышеперечисленной совокупностью признаков позволяет повысить эффективность намагничивания рельса, т.е. обеспечить намагничивание всего сечения рельса за счет использования двух магнитов, установленных таким образом, что магнитный поток, создаваемый одним магнитом, охватывает одну часть контролируемого объекта, включая часть подошвы рельса, а магнитный поток, создаваемый другим магнитом, охватывает вторую часть контролируемого объекта, включая другую часть подошвы рельса, причем в области головки рельса магнитное поле суммируется. Таким образом, осуществляется намагничивание всего сечения рельса, включаю всю подошву.

На чертеже (фиг.1) представлено схематичное изображение устройства намагничивания (выбранного в качестве прототипа) с указанием области намагничивания рельса. На фиг.2 представлено схематичное изображение предлагаемого устройства намагничивания, иллюстрирующее возможность намагничивания всего сечения рельса, включаю всю подошву.

Устройство намагничивания для средств неразрушающего контроля (см. фиг.2) содержит полый корпус 1 из немагнитного материала, выполненный в форме железнодорожного колеса, внутри которого установлен магнит 2 в виде диска и дополнительный магнит 3, имеющий форму и размеры первого магнита 2, при этом оба диска магнитов установлены соосно с ребордой 4 колеса, обращены друг к другу одноименными полюсами и образуют между собой равномерный зазор 5.

Устройство намагничивания используют следующим образом.

Поскольку корпус устройства намагничивания выполнен в форме железнодорожного колеса, то его установка на мобильный дефектоскоп может осуществляться посредством известных средств, используемых для установки колес. При движении мобильного магнитного дефектоскопа с установленным на нем устройством намагничивания намагничивание рельса 6 производится катящимся по нему колесом с установленными в нем двумя магнитами 2 и 3, диски магнитов обращены друг к другу одноименными полюсами, между которыми имеется равномерный зазор 5. Указанное расположение магнитов позволяет осуществить такое распределение магнитных потоков (на фиг.2 показано пунктирной линией), при котором магнитный поток, создаваемый магнитом 2 (3), проходит через соответствующую часть головки рельса в поперечном направлении, через шейку в вертикальном направлении и соответствующую часть подошвы. При этом происходит примерно одинаковое распределение магнитных потоков, проходящих через соответственно левую и правую части сечения рельса, обеспечивающих намагничивание всего сечения рельса, включая подошву. В устройстве намагничивания в качестве магнитов 2 и 3 могут быть использованы электромагниты. Вышеописанное устройство намагничивания имеет простую конструкцию, обладает высокой эффективностью намагничивания, т.к. обеспечивает намагничивание всего сечения рельса, включая подошву. В связи с этим оно может найти широкое применение в мобильных дефектоскопах, использующих магнитный метод неразрушающего контроля.

Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля материалов и может быть использовано в устройствах диагностирования рельсов и других длинномерных объектов. Технический результат: повышение эффективности намагничивания, заключающейся в обеспечении намагничивания всего сечения рельса, включая подошву. Сущность: устройство содержит полый корпус из немагнитного материала, выполненный в форме железнодорожного колеса. Внутри корпуса установлены два магнита в виде дисков, имеющих одинаковую форму и размеры. Оба диска магнитов установлены соосно с ребордой колеса, обращены друг к другу одноименными полюсами и образуют между собой равномерный зазор. Магниты могут быть выполнены в виде электромагнитов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство намагничивания для средств неразрушающего контроля, содержащее полый корпус из немагнитного материала, выполненный в форме железнодорожного колеса, внутри которого установлен магнит в виде диска, отличающееся тем, что устройство снабжено дополнительным магнитом, имеющим форму и размеры первого магнита, при этом оба диска магнитов установлены соосно с ребордой колеса, обращены друг к другу одноименными полюсами и образуют между собой равномерный зазор.2. Устройство намагничивания для средств неразрушающего контроля по п.1, отличающееся тем, что магнит выполнен в виде электромагнита.