Проходной дифференциальный электромагнитный преобразователь Советский патент 1985 года по МПК G01N27/90 

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля и может быть использовано при дефектоскопии качества материалов стержней вихретоковым методом во всех отраслях народного хозяйства.

Целью изобретения является повьшение чувствительности преобразователя .

На фиг. 1 изображен предлагаемый проходной.дифференциальный электромагнитный преобразователь; на фиг. 2 - график экспериментальной зависимости выходного напряжения от расстояния до края стержня известного преобразователя на фиг. 3 то же, предлагаемого преобразователя.

Преобразователь содержит полесоздающие катушки 1 и 2 индуктивности, выполненные в виде колец Гельмгольца, измерительные катушки 3 и 4, соединенные Последовательно-встречно, компенсирующие катушки 5 и 6, состоящие из секций 7

8 и 9, 10 соответственно. Идентичные катушки 5 и 6 соединены последовательно-встречно в виде замкнутого контура и размещены соосно с измерительными катушками 3 и 4 и симметрично относительно их, при этом секции 8 и 9 компенсирующих катушек размещены в плоскостях измерительных катушек 3 и 4 соответственно. В качестве изделия служит стержень 11 с искусственным дефёк том 12, расположенным на расстоянии L 5 мм от края.

Зависимость сигнала преобразователя от расстояния до края бездефектного стержня показана на кривой 13 (фиг. 2), а на кривой 14 (фиг. 3) - амплитуда импульсовот края дефектного стержня.

Преобразователь работает следующим образом.

. Контролируемое изделие (стержень) 11 перемещается через зону контроля преобразователя, полесоздающие катушка 1 и 2, которого возбуждают в стержнях вихревые токи. Электромагнитное поле вихревых токов наводит в измерительных катушках 3 и 4 вносимые напряжения. При отсутствии изделия в преобразователе, .а также при установке в нем изделия с однородной структурой.

однородность магнитного поля в зоне контроля преобразователя ненарушается, при этом выходное напряжение с катушек 3 и 4 равно нулю, ; поскольку вносимые напряжения катушек 3 и 4 равны по амплитуде и фазе. В компенсирунидих катушках 5 и 6 ток не протекает, поскольку напряжения, наводимые на них, равны по амплитуде и противоположны по фазе.

При прохождении через зону контроля изделия с дефектом на выходе катушек 3 и 4 появляется импульс

напряжения. В катушках 5 и 6 в это время ток практически не протекает, поскольку сигнал от дефекта во много раз меньше величины вносимого напряжения на одной катушке.

При приближении к зоне контроля края стержня однородность магнитного поля вдоль оси преобр азователя нарушается, при этом в катушках 5 и 6 наводятся напряжения различной величины и по ним начинает протекать ток, создающий электромагнитное поле, стремящееся уменьшить неоднородность электромагнитного поля в зоне измерительных катушек 3 и 4, в результате чего снижается чувствительность преобразователя к краю стержня, в то же время сохраняется чувствительность к мелким дефектам.

Подбором параметров компенсирующих катушек и места их располрже ния можно уменьшить величину неконтролируемой зоны на краю стержня до величины 0,3-0,5 эквивалентного диаметра преобразователя.Минимальная величина контролируемой зоны на краю стержня достигается при размещении одной секции компенсирующей катушки в плоскости соотбетствующей измерительной катушки. Это обусловлено тем, что в катушках, расположенных в одной плоскости, максимумы чувствительности к краю стержня совпадают, при этом

обеспечивается оптимальное снижение чувствительности к краю стержня и достигается минимальная величина неконтролируемой зоны на краях. На фиг. 2 и 3 приведены результаты экспериментальных исследований преобразователя.

Исследования проводятся на образцах с наружным диаметром D

31

8MM и электропроводностью 6

9МСм/м. В качестве дефектного образца используют стержень 11-с искусственным дефектом 12, расположенным на расстоянии L 5 мм от края (фиг. 1). Искусственный дефект выполнен в виде глухого отверстия

диаметром 1,2 мм и глубиной 1,2 мм.

Для исследований используются пре образователи, полесоздающие катушки которых выполнены в виде колец Гельмгольца эквивалентным диаметром 36 мм, а измерительные катушки 180779.4

расположены в средней зоне преооразователей, разнесены между собой на расстоянии 4 мм и имеют эквивалентный диаметр 11 мм. Компенсирующие 5 катушки преобразователя имеют эквивалентной диаметр 23 мм. Рабочая частота преобразователя выбрана из условия максимальной чувствительности к дефектам и составляет 4,2 кГц, 10 при этом обобщенный параметр г 3.

Данный преобразователь позволяет надежно выявлять дефекты, расположенные на расстоянии 5 мк-от края.

/.

ПРОХОДНОЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЬЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий полесоздающие и измерительные катушки индуктивности, размещенные соосно и симметрично одна относительно другой, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью по вышения чувствительности, он снабжен двумя идентичными компенсирующими катушками, размещенными.по обе стороны от измерительньрс, каждая компенсирующая катушка выполнена в виде двух или нескольких секций, одна из которых размещена в плоскости, соответствующей измерительной катушке индуктивности, а компенсирующие катушки соединены между собой последовательно-встречно в виде замкнутого кон(Л тура. 00 о ч ч ф