Устройство для контроля несплошностей ферромагнитных изделий Советский патент 1990 года по МПК G01N27/90 

/

СП

:о

vl

со

Изобретение относится к дефектоскопии и может быть использовано для контроля несплошностей ферромагнитных изделий различной конфигурации в машиностроении. Целью изобретения является повышение достоверности контроля. Устройство для контроля, содержащее последовательно соединенные генератор 1, вихретоковый преобразователь 2, выполненный в виде гибкой плоской спиральной возбуждающей катушки и двух встречно включенных гибких плоских спиральных измерительных катушек, размещенных в одной плоскости, причем оси всех катушек параллельны, усилитель 3 и индикатор 4, дополнительно снабжено плоской спиральной возбуждающей катушкой так, что каждая возбуждающая катушка с соответствующей измерительной размещены попарно и соосно. Кроме того, введен критерий для подбора размеров возбуждающей и измерительной катушек в соответствии с минимальными размерами выявляемых несплошностей. 2 ил.

г./

Изобретение относится к области ефектоскопии и может быть использоано для контроля несплошностей ферроагнитных изделий различной конфигу- 5 ации в машиностроении.

Целью изобретения является повьше- ие достоверности контроля за счет ведения критерия для подбора размеов возбуждающей и измерительной ка- Ю ушек в соответствии с минимальными азмерами выявляемых несплошностей.

На фиг. 1 показана структурная хема устройства; на фиг. 2 - схема взаимного расположения измерительных 15 и возбуждающих катушек.

Устройство содержит последовательно соединенные- генератор 1, вихрето- ковый преобразователь 2, усилитель 3, индикатор 4. Преобразователь 2 вьшол- 20 нен в виде двух гибких плоских спиральных возбуждающих катушек 5 и 6, подключенных к генератору 1 и соединенных между .собой последовательно согласно. Под каждой возбуждающей ка- 25 тушкой 5 и 6 соосно с ними размещены соответственно две одинаковые плоские спиральные гибкие измерительные катушки 7 и 8, включенные последова- тельно-встречно. Плотность намотки 30 всех катушек одинаковая и выполнена проводом одного диаметра. Диаметр каждой измерительной катушки 7 и 8 необходимо выбирать соответствующим минимальному размеру выявляемых несплош- 35 ностей, что дает наибольшую чувствительность к дефектам, а диаметр возбуждающей катушки выбирается из соотношения b а , где b - радиус возбуждающей катушки, а, - радиус измерительной катушки, а - внутренний радиус возбуждающей и измерительной катушек, величина, предваритель-. но заданная, D - диаметр провода ка- тушек. Оси катушек 5 и 7, 6 и 8 параллельны друг другу. Катушки 7 и В размещены в одной плоскости, включены между собой последовательно-встречно и подключены к усилителю 3.

Соотношение размеров возбуждающих -и измерительных катушек вытекает из следующих соображений: пусть b - внешний радиус возбуждающей плоской спиральной катушки, а - внутренний ее радиус. Индукция от одного витка в центре катушки можно определить

В И.1,/2 г

о ч

40

от всех витков В jB dN, где dN - число витков в интервале г, г + dr, так как намотка равномерна, то

dN

N b - а

dr.

Ио1 .-NI , b

2(b-a) a (1)

Так как катушки тонкие и расположены в непосредственной близости друг от друга, то индукция В (1) практически такая же и в центре (измерительной) катушки радиуса а,. Внутренний радиус обеих катушек равен а .

Индукция В, определяемая из (1), приблизительно такая же внутри круга радиуса а,, вследствие чего намотка витков спир альных катушек наданается не с нулевого радиуса, а с определенного заданного. Кривая индукции В в центральной области с увеличением радиуса возбуждающей катушки b не претерпевает резкого изменения, поэтому считают возможным принять В постоянной- в пределах площади измерительной катушки радиуса а,. Тогда магнитный поток, пронизывающий витки измерительной катушки, выражается

ф MoI.N . b /, i 2 (b-a) а

(2)

Кроме того, магнитный поток (- L х X I , где L - индуктивность двух плоских катушек, которую можно определить по известным формулам. Следовательно., можно записать

1п а

-а, L

(3)

Плотность намотки возбуждающих и измерительных катушек одинакова Намотка катушек плотная., Поэтому приближенно можно.записать (Ь-а) N,D, где D - диаметр провода катушки. Геометрические размеры измерительной катушки заданы. Из (З) находят число

витков N или диаметр возбуждающей катушки Ь.

Ь - а

L . 2 . D W.- Г а2

С; Ь а .1

Выражая L через геометрические пара-Формула изобретения

метры катушек, получают выражение для .

Устройство для контроля несплошно- стей ферромагнитных изделий работает следующим образом.

Преобразователь 2 ставится на поверхность контролируемого изделия, где заведомо известно, что несплошности отсутствуют, или на эталонный образец. Генератор 1 переменного тока питает возбуждающие катушки 5 и 6, которые возбуждают в изделии поле вихревых токов, величина и распределение которых определяются изменением контролируемого параметра (нёсплошности) При отсутствии на поверхности изделия несплошности ЭДС в измерительных катушках 7 и 8 одинаковы и результирующий сигнал практически равен нулю, что соответствует минимальному показанию индикатора 4. При наличии несплошности под какой-либо измерительной катушкой 7 или 8 результирующий их сигнал резко изменяется, поступает на усилитель 3 и на индикатор 4. Перемещая преобразователь по контролируемой поверхности изделия, фиксируют наличие или отсутствие дефектов. Благодаря тому, что преобразователь состоит из гибких спиралей, которые плотно облегают поверхность, можно проводить контроль поверхностей слож

а15977136

ной конфигурации, обеспечивая макси - мальную величину коэффициента связи, увеличивая чувствительность к дефектам различных размеров и тем самым обеспечивая надежность и достоверность контроля.

Устройство для контроля несплошно- стей ферромагнитных изделий, содержащее последовательно соединенные генератор, вихретоковый преобразователь, вьшолненный в виде первой гибкой-плоской спиральной возбуждающей катушки и двух, размещенных в одной плоскости, встречно включенных гибких плоских спиральных измерительных катушек, оси которых параллельны оси возбуждающей катушки, усилитель и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения достоверности контро- ля оно снабжено второй плоской возбуждающей катушкой, включенной последовательно-согласно с первой, размещенной в одной с ней плоскости и сопряженной с ней внешними витками, каждая возбуждающая катушка расположена соосно с соответствующей измерительной катушкой, а радиус Ь возбуждающей катушки выбран из соотношения

Ь а

, ,7«,/DF I- /

где; а

а D

-внутренний радиус BQзбyждa- ющей и измерительной катушек;

-радиус измерительной катупг- ки;

-диаметр провода катушек.