Вихретоковый преобразователь для неразрушающего контроля параметров материалов и изделий Советский патент 1990 года по МПК G01N27/90 

плоскостях, параллельньс друг другу и перпендикулярных тс оси магнитопровода. Ось симметрии каждой пары перпендикулярна оси магнитопровода 1 и лежит в плоскости их раздела.Первая пара обмоток 5, 6 расположена в плоскости, проходящей через диаметр сферического полюса, а все остальные пары обмоток смещены в одном направлении осями симметрии относи15628404

тельно оси симметрии первой пары на угол q cf0 (n-1), где (fe угол между осью симметрии первой пары обg моток 5Э 6 и осью симметрии пары обмоток 7, 8, лежащей в соседней плоскости, п - порядковый номер пар обмоток относительно первей пары. Обмотки в каждой паре включены встречЮ но, все пары между собой соединены согласно. 6 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для неразрушающего контроля электромагнитных, физико-механических и геометрических параметров ферромагнитных и электропроводных материалов. Цель - повышение точности за счет уменьшения влияния отклонения оси магнитопровода преобразователя от положения перпендикулярного к поверхности материала. Изменяя положение магнитопровода преобразователя относительно поверхности материала, фиксируют момент перпендикулярности магнитопровода к поверхности контролируемого материала по нулевому значению индикатора 13. Одновременно снимают напряжение с выхода измерительной обмотки 3, по величине которого определяют контролируемый параметр. Перпендикулярность оси магнитопровода преобразователя к поверхности материала фиксируют с помощью набора пар петлеобразных измерительных обмоток 5 - 12, вытянутых по окружности и размещенных в плоскостях, параллельных друг другу и перпендикулярных к оси магнитопровода. Ось симметрии каждой пары перпендикулярна оси магнитопровода 1 и лежит в плоскости их раздела. Первая пара обмоток 5, 6 расположена в плоскости, проходящей через диаметр сферического полюса, а все остальные пары обмоток смещены в одном направлении осями симметрии относительно оси симметрии первой пары на угол φ = φ₀ (N-1), где φ₀ - угол между осью симметрии первой пары обмоток 5, 6 и осью симметрии пары обмоток 7, 8, лежащей в соседней плоскости, N - порядковый номер пар обмоток относительно первой пары. Обмотки в каждой паре включены встречно, все пары между собой соединены согласно. 6 фиг.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для неразругаающего конт ропя электромагнитных, физико-механических и геометрических параметров ферромагнитных и электропроводных материалов.

Цель изобретения - повышение точности за счет уменьшения влияния отклонения магнитопрозода преобразователя от почожения, перпендикулярного к поверхности материала.

На фиг,1 приведена конструкция вихретокового преобразователя, на фиг.2 - схема конструктивного выполнения пары петлеобразных обмоток на фиг.3-6 - смещение п пар петлеобразных обмоток относительно первой пары

Преобразователь содержит магнито- провод 1 с полюсом сферической формы, на котором размещено обмотки 2 возбуждения, подключенные к источнику переменного тока и измерительная обмотка 3, подключенная к измерительному прибору 4 „ На магнитопро- воде 1 расположен набор пар петлеобразных измерительных обмоток 5 и 6, 7 и 8, 9 и 10, 11 и 12, вытянутых по полуокружности и размещенных в

II

п

7,6

п

9,10 Н2

параллельных друг другу и перпендикулярных к оси магнитопровода. Ось симметрии каждой пары перпендикулярна оси магнитопровода 1 и лежит в плоскости их раздела Первая пара петлеобразных измерительных обмоток 5 и 6 расположена в плоскости Пд.6, проходящей через диаметр сферического полюса, з все остальные пары петлеобразных обмоток 7 и 8, 9 и 10 11 и 12 смещены в одном направлении осями симметрии относительно оси симметрии пары обмоток 5 и 6 на угол

С| (п-1), где Ср0 - угол Между осью симметрии первой пары обмоток 5 и 6 и осью симметрии пары обмоток 7 и 8S

лежащей в соседней плоскости П7м8, п -- порядковый номер пар обмоток относительно первой пары 5 и 6 обмотки в каждой napCj например 5 и 6 включены встречно, а все пары между

собой соединены согласно и полученным общим выходом подключены к индикатору 13 угла отклонения оси магнитопровода от положения, перпендикулярного к поверхности контролируемого материала.

Вихретоковый преобразователь может содержать множество пар петлеобразных обмоток и чем их будет больше, тем выше будет точность определения угла отклонения оси магнитопровода от поверхности материала. Так как принцип работы вихретокового преобразователя не зависит от количества пар петлеобразных обмоток, рассмотрим работу преобразователя содержащего, например, четыре пары обмоток: первая пара 5 и 6, вторая пара 7 и 8, третья пара 9 и 10, четвертая пара 11 и 12 (фиг.1). Так как все пары обмоток 5 и 6, 7и8, 9 и 10, 11 и 12 должны быть симметрично размещены вокруг магнитонроводэ, чтобы обеспечить одинаковую чувствительность к отклонению магнитопровода в различных направлениях, то угол срс будет равен 45°, Поэтому углы смещения остальных трех пар 7 и 8, 9 и 10, 11 и 12 относительно первой пары будут равны ,й - (n-1)Cf0 1 45° 45% Ср,ю(3-1) 45° 90°, (4-1) 45°

135°.

Вихретоковый преобразователь работает следующим образом.

5

Вихретоковый преобразователь ус- танавливают сферическим полюсом на поверхность контролируемого материала, обмотку 2 возбуждения подключаю к источнику переменного тока, изме- рительную обмотку 3 подключают к измерительному прибору 4, а общий выход петлеобразных обмоток 5-12 подключают к индикатору 13 угла отклонения оси магнитопровода преобразователя. Изменяя положение магнитопровода преобразователя относительно поверхности материала, фиксируют момент перпендикулярности магнитопровода к поверхности контролируемого материала по нулевому показанию индикатора 13. Одновременно снимают напряжение с выхода измерительной обмотки 3, по величине которого определяют контролируемый параметр, . пользуясь, например, таррировочным графиком.

При перпендикулярном расположении магнитопровода 1 относительно поверхности материала 4 с выхода каждой пары обмоток снимается напряжение

US-U6 0;

и,-и в о;

0; -U41-U,4 О,поэтому индикатор 13 угла отклонения магнитопровода зафиксирует нулевое значение напряжения. При отклонении оси магнитопровода относительно поверхности материала 4, например, на угол ti, (фиг.1), в петлеобразных парах обмоток 5 и 6, 7и8, 9 и 10, 11 и 12 (фиг. 3-6) значения напряжений будут определяться величиной магнитного потока, проходящего через части петлеобразных обмоток, приблизившихся к поверхности материала 5, 9, 10, 11, 6, 8 и 12 и электромагнитным потоком, проходящим через части петлеобразных обмоток, удаленных от поверхности материала, - 6-12. С выхода дифференциально включенных пар обмоток снимают напряжение

U5,6 AU5-(-UIJe) 2 UUS.6; UT,e (uuj; - MjJB )-(uUe. - &Ug,) 2MJg,7,- 2iujv. ;

9,ю

J«.n

(MI,)-(A(4i - JkuJ. )fctf, (MJfl -AUj.MU.-AUrt.) 2&U

Так как дифференциально включенные пары обмоток между собой соединены согласно, то с общего их выхода на индикаторе 13 снимается напряжение

2LU8bl, +2AUj.r, +2Ди/..,2

- ,,п -2bU{f ; 2

Индикатор 13 зафиксирует напряжение, отличное от нулевого значет ния, что соответствует неперпенди- кулярности магнитопровода преобразователя к поверхности контролируемого материала, поэтому для восстановления перпендикулярности необходимо, изменяя положение магнитопровода относительно поверхности материала,

добиться нулевого показания индикатора 13. I

Разработанная конструкция вихрето- кового преобразователя по сравнению С известной позволяет уменьшить влияние угла отклонения магнитопровода преобразователя от положения, перпендикулярного к поверхности материала, практически до нуля, что повышает, точность измерения параметров.

Формула изобретения

Вихретоковый преобразователь для неразрушающего контроля параметров материалов и изделий, содержащий маг- нитопровод с полюсом сферической формы, на котором размещена обмотка возбуждения,.подключенная к измерительному прибору, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, он снабжен, индикатором угла наклона оси магнитопровода

преобразователя к поверхности материала и п парами петлеобразных измерительных обмоток, расположенных на магнитопроводе попарно в параллельных плоскостях , перпендикулярных к оси магнитопровода, ось симметрии каждой пары перпендикулярна к оси магнитопровода, первая пара обмоток расположена в плоскости, проходящей через диаметр полюса, а все оси сим-,

метрии остальных пар обмоток смещены в одном направлении относительно оси симметрии первой пары на угол q Cf0(n--1) , где Lf0 - угол между осями симметрии первой пары обмоток и пары обмоток, расположенной в соЪ.б Ъ

Риг 2 Плоскость fl9tW

90

Фиг. 5

седней плоскости, п - порядковый но- мер пар обмоток, в каждой паре обмотки включены встречно, а все пары обмоток включены согласно и выходом подключены к индикатору угла наклона оси магнитопровода.

Плоскость

7

1 81 Риг.Ц

Плоскость

Фаг. 6