Электромагнитный преобразователь Советский патент 1988 года по МПК G01N27/90 

Ч-J

7

л;

/

м

,

iViVb

Изобретение относится к средствам электромагнитного контроля неэлектри часких величин по сигналам, полученным от взаимодействия объектов конт- роля с электромагнитньми полями, например для контроля перемещений изделий, работающих в скоростных газовых потоках с перепадами температуры

Целью изобретения является повы- шение чувствительности преобразователя за счет симметрии электромагнитного поля в рабочей и компенсационной зонах преобразователя при малом расстоянии между катушками,

На чертеже представлена конструкция преобразователя.

Он содержит два ферритобых стержн 1 и 2 длиной 1, шириной 0,2 1 на среднем участке которых намотаны ка- тушки 3 и 4 индуктивности длиной 0,8 1. Стержни 1 и 2 наложены друг на друга с зазором с 0,05 1. Оси магнитопроводов и, следовательно, катушек 3 и 4 параллельны. Катушки 3 и 4 ориентированы своими одноименными концами, например 5 и 7, в одну сторону и соединены последовательно согласно своими разноименными концами 5 и 6, образующими выход преобра- зователя. Концы 7 и 8 катушек подключены к симметричному выходу напряжения и .высокочастотного питающего генератора 9, относительно средней точки 10 которого определяется вы- ходное напряжение Ug,y преобразователя .

Преобразователь работает следующим образом.

Если преобразователь удален от контролируемого изделия (на чертеже не показано), то при подаче переменного питающего напряжения на катушки 3 и 4 в стержнях 1 и 2 появляются магнитные потоки, равные по вели- чине и одинаковые по направлению для момента времени. При этом за счет наложения стержней 1 и 2 друг на друга с малым зазором создаются два симметричных полупространства электромагнитного поля, раздельно создаваемых катушкой 3 в рабочей и катушкой 4 в компенсационной зонах

Таким образом,при указанном соеди .нении разноименных концов 5 и 6 ка-, тушек 3 и 4, наложенных друг на друга с заданным зазором одноименными концами 5 и 7, имеем их встречное

включение, поскольку поле каждой катушки уменьшает результирующую магнитную проводимость воздушного пространства соседней катушки., Равенство сопротивлений катушек 3 и 4 приводит к тому, что в исходном состоянии преобразователь сбалансирован и его выходное напряжение Ug равно нулю.

Сближение преобразователя с контролируемым изделием приводит к наведению вихревых токов, поле которых уменьшает сопротивление катушки 3, поскольку катушка 4 экранирована нижним стержнем 1, Наибольшее выходное напряжение Ugtu преобразователя получается при нулевом зазоре между стержнем 1 и поверхностью контролируемого изделия и при расстоянии меяоду стержнями 1 и 2, равным 0,05 1.

Уменьшение ширины стержня за 0,2 1 приводит к резкому ослаблению вносимых параметров из-за соизмеримости магнитных потоков с рабочих и боковьпс граней стержней.

Увеличение длины L катушек позволяет увеличить диапазон рабочих за- |3оров преобразователя, но одновременно уменьшаются вносимые параметры при L 0,8 1, что обусловлено-j MeHb шением коэффициента связи между крайними витками катушек и ухудшением направленности магнитного поля в

сторону контролируемого изделия,

I Малое расстояние между катушками 4 и 3 определяет миниатюрность преобразователя и одновременно позволяет повысить его помехоустойчивость, поскольку сближение стержней до заданного зазора увеличивает величину вносимых параметров. При этом внешние поля от мешающих факторов имеют малый градиент в зоне расположения фер- ритовьк стержней, а потому на каждой катушке наводятся синфазные напряжения помех, компенсирующие друг друга на выходе преобразователя,

Формула изобретения

Электромагнитный преобразователь для неразрушающего контроля, содержащий первый магнитопровод в виде фер- ритового стержня прямоугольного сечения длиной 1 и размещенную на нем первую катушку индуктивности, о т 3, 1430867

личающийся тем, что, с ют ширину 0,2 1, а катушки индуктив- целью повышения чувствительности,он ности имеют длину 0,8 1, размещены снабжен вторым магнитопроводом, иден- на средних частях магнитопроводов,

тичным первому, установленным парал- ориентированы Ьдноименными конца 4И в

лельно ему с зазором 0,05 1, и вто- . одну сторону и соединены последова- рой,идентичной первой, катушкой индук тельно согласно разноименными конца- тивности, размещенной на втором маг- ми, образующими выход преобразовате- нитопроводе, оба магнитопровода име- лЯ.

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники. На двух ферритовых стержнях 1 и 2 намотаны катушки 3 и 4 индуктивности. Длина 1 стержней определяет диапазон рабочих зазоров преобразователя, ширина стержня 0,2 1, толщина 0,02 1. Катушки 3 и 4 длиной ,8 1 расположены на средних участках стержней, устанавливаемьк при контроле параллельно поверхности контролируемого изделия и наложенных друг на друга с зазором с 0,05 1. Катушки при этом наложены друг на друга одноименными концами 5 и 7 и соединены последовательно разноименньми концами 5 и 6, образующими выход преобразователя, потенциал которого сравнивается с потенциалом средней точки 10 симметричного выхода высокочастотного генератора 9 напряжения. Малые габариты дифференциального преобразователя позволяют повысить его помехоустойчивость, поскольку внешние поля мешающих факторов имеют малый градиент в зоне расположения ферритовых стержней, а потому на каладой катушке наводятся синфазные напряжения помех, компенсирующие друг друга на выходе преобразователя. Отсутствует обратное влияние преобразователя на пространственное распределение газовых потоков в зоне контроля. 1 ил. . (О (Л 4 СО X) 9)