Устройство контроля напряжений в цилиндрическом корпусе изделия Российский патент 2025 года по МПК G01N27/72 

Изобретение относится к измерениям механических напряжений с помощью магнитоупругого эффекта, и может быть использовано в производстве и эксплуатации нефтегазохимической аппаратуры для оценки напряжённого состояния базовых деталей.

Известна система контроля напряженного состояния корпуса судна (авторское свидетельство SU № 1180295, МПК B63В 9/00, опубл. 23.09.1985 г., Бюл. № 35), имеющая верхнюю палубу, содержащая первичный преобразователь, блок предварительной обработки, вычислитель среднеквадратичного значения и блок индикации и сигнализации, а также источник питания, соединенный с входом первичного преобразователя, выход которого соединен с блоком предварительной обработки, один выход которого соединен с первым входом вычислителя среднеквадратичного значения, а другой - с вторым входом вычислителя среднеквадратичного значения, первый выход которого соединен с первым входом блока индикации и сигнализации, также с целью повышения надежности и эксплуатационных возможностей, она снабжена четырьмя блоками фильтрации, тремя дополнительными первичными преобразователями, определителем максимума, тремя дополнительными блоками предварительной обработки, при этом вход каждого из дополнительных блоков предварительной обработки соединен с выходом каждого из соответствующих дополнительных первичных преобразователей, один выход каждого из них соответственно соединен с первым входом вычислителя среднеквадратичного значения, а другой выход соответственно соединен через соответствующий дополнительный блок фильтрации с вторым входом вычислителя среднеквадратичного значения, причем вход определителя максимума соединен с вторым выходом вычислителя среднеквадратичного значения, выход - с вторым входом блока индикации и сигнализации, а вход каждого из дополнительных первичных преобразователей соединен с источником питания.

Недостатком устройства является стационарное расположение преобразователей механических напряжений, контролирующих суммарные механические напряжения корпуса судна, что в случае применения этой системы в нефтегазохимической аппаратуре не позволит определить характер напряжений, что важно для аппаратов ввиду наличия различных концентраторов напряжения в виде кольцевых и продольных сварных соединений разного размера.

Известно устройство для контроля механических напряжений (авторское свидетельство SU № 1613942, МПК G01N 27/90, опубл. 15.12.1990 г., Бюл. № 46) для определения напряженно-деформированного состояния элементов металлических конструкций. По сигналам от генератора импульсов осуществляется переключение обмоток возбуждения с помощью ключевых элементов таким образом, что неработающие обмотки оказываются замкнутыми. В результате магнитный поток протекает только через работающий магнитопровод. Результирующий сигнал в измерительной обмотке, характеризующий свойства изделия под магнитопроводом, последовательно обрабатывается и представляется на экране электронно-лучевого индикатора.

Недостатком устройства является последовательное считывание магнитной анизотропии отдельных участков базовой детали, что осложняет использование этого устройства в процессе эксплуатации, так как приводит к необходимости перемещать прибор по поверхности уже установленного аппарата.

Наиболее близким по технической сущности является способ измерения одноосных напряжений в стальных изделиях (авторское свидетельство SU № 1310706, МПК G01N 27/72, опубл. 15.05.1987 г.) при помощи П-образного магнитопровода с размещенной на нем намагничивающей катушкой индуктивности, установленного на изделии под углом 45° к направлению действующего усилия, второго П-образного магнитопровода с измерительной катушкой индуктивности, установленного под углом 90° к первому магнитопроводу таким образом, что оси их симметрии совпадают. С целью повышения точности измерения магнитопроводы устанавливают с двух сторон изделия.

Недостатками способа являются отсутствие возможности оценки неосевых напряжений вдоль поверхности листового материала, оценки величины, характера и местоположения напряжения, а также применения в процессе эксплуатации.

Технической задачей является повышение точности измерения напряжений в цилиндрическом корпусе изделия за счет расположения шестиугольных магнитопроводов, обеспечивающих измерение магнитного потока через различные линии вдоль металла цилиндрического корпуса изделия благодаря магнитным переключателям, направляющим линии магнитного потока по направлениям.

Для решения технической задачи предлагается устройство контроля напряжений в цилиндрическом корпусе изделия, содержащее два магнитопровода, устанавливаемые на изделии.

Новым является то, что магнитопроводы выполнены в виде шестиугольников с пазами, в которых вставлены радиальные части с размещенными на них измерительными катушками индуктивности и магнитными переключателями, при этом магнитопроводы расположены соосно на противоположных концах цилиндрического корпуса изделия и соединены между собой магнитопроводом с намагничивающей катушкой, вставленным в пазы на магнитопроводах.

На фиг. 1 показано устройство контроля напряжений в цилиндрическом корпусе изделия.

На фиг. 2 показана схема покрытия магнитными потоками металла цилиндрического корпуса изделия, изображённого в виде его развертки.

Контроль напряжений в цилиндрическом корпусе изделия осуществляют следующим образом.

На края цилиндрического корпуса изделия 1 (фиг. 1) устанавливают соосно шестиугольные магнитопроводы 2 и 3 с пазами (на фиг. 1 не показаны), с установленными в них радиальными частями 4, с размещенными на них измерительными катушками индуктивности 5 и магнитными переключателями 6. Затем между магнитопроводами 2 и 3 устанавливают магнитопровод 7 с намагниченной катушкой 8 и подают напряжение.

При подаче напряжения на намагниченную катушку 8 возникает магнитный поток, который, проходя через магнитопроводы 2, 3, 7, магнитные переключатели 6 и материал изделия 1 замыкается, наводя электродвижущую силу на измерительные катушки индуктивности 5. Магнитные переключатели 6 пропускают и останавливают магнитный поток так, что магнитный поток проходит каждый раз новым путем по материалу изделия 1 (фиг. 2). И так в каждом цикле измерений.

Устройство контроля напряжений в цилиндрическом корпусе изделия повышает точность измерения напряжений в цилиндрическом корпусе изделия за счет расположения шестиугольных магнитопроводов, обеспечивающих измерение магнитного потока через различные линии вдоль металла цилиндрического корпуса изделия благодаря магнитным переключателям, направляющим линии магнитного потока по направлениям.

Изобретение относится к области измерений механических напряжений с помощью магнитоупругого эффекта. Устройство контроля напряжений в цилиндрическом корпусе изделия содержит два магнитопровода, устанавливаемые на изделии, магнитопроводы выполнены в виде шестиугольников с пазами, в которые вставлены радиальные части с размещенными на них измерительными катушками индуктивности и магнитными переключателями, при этом магнитопроводы расположены соосно на противоположных концах цилиндрического корпуса изделия и соединены между собой магнитопроводом с намагничивающей катушкой, вставленным в пазы на магнитопроводах. Технический результат – повышение точности измерения напряжений в цилиндрическом корпусе изделия. 2 ил.

Устройство контроля напряжений в цилиндрическом корпусе изделия, содержащее два магнитопровода, устанавливаемые на изделии, отличающееся тем, что магнитопроводы выполнены в виде шестиугольников с пазами, в которые вставлены радиальные части с размещенными на них измерительными катушками индуктивности и магнитными переключателями, при этом магнитопроводы расположены соосно на противоположных концах цилиндрического корпуса изделия и соединены между собой магнитопроводом с намагничивающей катушкой, вставленным в пазы на магнитопроводах.