Способ измерения механических напряжений в металлических изделиях Советский патент 1989 года по МПК G01L1/12 G01N27/90 

10

званного изменением зазора, для трех значений механических напряжений: напряжения растяжения, напряжения, равного нулю, и напряжения сжатия.

Устройство для осуществления предлагаемого способа содержит автогенератор 1, рабочий резонансный контур 2, компенсационный резонансный контур 3, вычитающий блок 4, индикатор 5 равенства фаз, переключатель 6, амплитудный детектор 7 и индикатор 8.

На фиг.2 позициям 9, 10 и 11 соответствуют годографы вектора напряжения преобразователя от изменения за- 5 зора для трех значений механических напряжений 6; напряжения сжатия, напряжения, равного нулю, и напряжения растяжения.

На фиг.З позициям 12, 13 и 14 со- 20 ответствуют напряжения преобразователя, а позициям 15, 16 и 17 соответствуют напряжения скомпенсированного сигнала от изменений фазы Ц напряже- , ния преобразователя, вызванные изме- 25 нением зазора для трех значений механических напряжений: напряжений растяжения (позиции 12 и 15), напряжений, равных нулю (позиции 13 и 16), и напряжений сжатия (позиции 14 и 17)

Способ осуществляют следующим об- разом.

Преобразователь включают в рабочий резонансный контур 2. Запитывают от автогенератора 1 рабочий и компенсационный резо 1ансные контуры 2 и 3. Переклкгчателем 6 соединяют вход амплитудного детектора 7 с рабочим резонансным контуром 2, емкость которого выбирают такой, чтобы при номинальном зазоре напряжение преобразователя имело максимальное значение, фиксируя его индикатором 8. Не изменяя зазора, настраивают компенсационный резонансный контур 3 так, чтобы компенсирующее напряжение ( совпадало по фазе с максимальным напряжением преобразователя (1),,), контролируя индикатором 5 равенство фаз, смещая тем самым начало координат по линии вектора максимального напряжения, являкнцейся нормалью к годографу вектора напряжения преобразователя от изменения зазора (фиг.2). Переключателем 6 соединяют вход амплитудно- ;го детектора 7 с выходом вычитающего блока 4, Устанавливают величину компенсирующего напряжения (U) такой, чтобы изменения скомпенсированного

30

35

40

45

50

ав1490508

сигнала при изменении зазора в окрестности номинального были минималь0

5

0 , 5

0

5

0

5

0

ными, контролируя их индикатором 8. Нагружая образец, снимают тарировоч- ную зависимость скомпенсированного ригнала от механических напряжений. Устанавливают преобразователь на поверхность контролируемого изделия. Снимают показания индикатора 8 и по полученной тарировочной зависимости определяют механические напряжения, причем при измерениях и снятии тарировочной зависим9сти преобразователь устанавливают с зазором, при котором фаза напряжения преобразователя совпадает с фазой компенсирующего напряжения, кбнтролируя по индикатору 5 равенство фаз.

I

Использование предлагаемого спосо-, ба повьтает точность измерений механических напряжений в изделиях из различных марок стали путем уменьшения влияния немагнитного зазора между преобразователем и контролируемой поверхностью, а также позволяет производить измерения на неподготовленной поверхности изделий, покрытых неметаллическими покрытиями (лаки, краски и т.д.).

Формула изобретения

Способ измерения механических напряжений в металлических изделиях, заключающийся в том, что предварительно вихретоковый преобразователь размещают над образцом с заданным.зазором и компенсируют его сигнал, получают тарировочную зависимость величины разностного сигнала от величины механических напряжений в образце, затем преобразователь устанавливают над изделием с заданным зазором и по отклонению разностного сигнала судят о величине механических напряжений в изделии, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения и упрощения способа, компенсирующее напряжение выбирают совпадающим по фазе с максимальным напряжением на преобразователе, амплитуду компенсирующего напряжения подбирают такой, чтобы при изменении зазора изменение разности компенсирующего напряжения и напряжения на преобразователе было минимальным, при получении зависимости разностного сигнала

51490508 6

от механических напряжений на образце дение фаз компенсирующего напряжении и при измерениях поддерживают совпа- 1и напряжения преобразователя.

Изобретение относится к электромагнитным неразрушающим методам контроля качества металлических изделий и может быть применено в различных областях народного хозяйства. Цель изобретения - повышение точности измерений и упрощение способа достигается за счет того, что преобразователь подключают так, чтобы напряжение на нем имело максимальное значение при номинальном зазоре между преобразователем и поверхностью ненагруженного образца. Выбирают компенсирующее напряжение совпадающим по фазе с максимальным напряжением преобразователя, а величину его устанавливают такой, чтобы изменения скомпенсированного сигнала при изменении зазора были минимальными. Нагружая образец, снимают тарировочную зависимость скомпенсированного сигнала от механических напряжений. Устанавливают преобразователь на контролируемую поверхность изделия, измеряют величину скомпенсированного сигнала преобразователя и по полученной тарировочной зависимости определяют величину механических напряжений, причем при измерениях и снятии тарировочной зависимости преобразователь устанавливают с зазором, при котором фаза напряжения преобразователя совпадает с фазой компенсирующего напряжения. 3 ил.

Фиг. 1

ю