Накладной вихретоковый преобразователь для неразрушающего контроля Советский патент 1991 года по МПК G01N27/90 

Изобретение относится к области измерительной техники и может использоваться для неразрушающего вихретокового контроля параметров ферромагнитных и электропроводных материалов, для измерения магнитной проницаемости, электропроводности, а также механических напряжений, твердости и других параметров, в том числе м для контроля толщин изоляционных покрытий на движущихся проводниках, когда неизбежны колебания преобразователя относительно нормали к поверхности изделия.

Цель изобретения - повышение точности за счет отстройки сигнала преобразователя от влияния отклонения от нормали к контролируемой поверхности.

На фиг.1 показана конструкция накладного вихретокового преобразователя для неразрушающего контроля; на фиг.2-физическая модель взаимодействия полей рассеяния преобразователя в области полюса с контролируемым материалом; на фиг.З - расчетная зависимость коэффициента К от угла отклонения преобразователя относительно нормали к поверхности контролируемого материала.

Накладной вихретоковый преобразователь дл неразрушающего контроля содержит стержневой магнитолровод 1

Os

XI

XI Os

о

00

прямоугольного сечения с размещенными на нем возбуждающей обмоткой 2, подключенной к источнику 3 переменного тока, и измерительной обмоткой 4, подключенной к измерительному прибору 5. Магнитопро- вод 1 имеет на одном конце концентратор 6 в виде призмы, ребро которой расположено в рабочей зоне, а грани 7, 8 составляют угол 25-35° с осью магнитопровода 1. На магни- топроводе 1 вблизи концентратора 6 закреплен ограничитель 9 отклонения магнитопровода 1 относительно нормали I - I к контролируемой поверхности 10. Ограничитель 9 представляет собой прямоугольную пластину, широной bo, которая закреплена перпендикулярно оси магнитопровода на высоте h от ребра концентратора. Высота h выбирается соотношения h Ь0/2 tg Д где/ -угол между плоскостью, проходящей через ребро концентратора и ближайшее к нему ребро пластины, и плоскостью, перпендикулярной к оси магнитопровода и проходящей через;, ребро концентратора, и составляет 15-20°.

Преобразователь работает следующим образом.

Преобразователь устанавливают на контролируемую поверхность 10, возбуждающую обмотку 2 подключают к источнику 3 переменного тока и по величине напряжения, зафиксированного измерительным прибором 5, определяют контролируемый параметр, например толщину лаковой изоляции на изделии, пользуясь тарировочным графиком.

Фиг.2 и 3 поясняют принцип работы преобразователя, позволяющий практически полностью избавиться от влияния перекосов магнитопровода в пределах ±(15-20)°.

Так как под ребром концентратора неизбежен установочный зазор А (при измерении физико-механических параметров) или эквивалентная зазору толщина покрытия An, то проводимость воздушной среды между поверхностями ребер (на фиг.2 для упрощения показана только одна область проводимости) и контролируемой поверхностью 10 можно представить как проводимость а между двумя фиктивными полюсами 11 и 12 с шириной, равной ширине магнитопровода Ьп, длиной Ср, расположенными друг к другу под углом а, Приняв, что линии магнитной индукции между полюсами 11 и 12 представляют собой дуги окружностей радиусами Rt и RZ с центром О, лежащим на ребре концентратора, для проводимости а запишем

°- 2

R1

0

0

5

0

5

0

5

0

R2

Так как UQ bn In величина постоян- RI

ная, то проводимость будет определяться значением коэффициента К -. Как следует из фиг. 3, в зависимости К р ( а ) есть область, где функция К р ( а ) приближается к линейной. В области значения угла

а 55-65° его изменения в пределах ±(15-20)° будут компенсировать изменения проводимости Стц и в областях II и III, так как отклонение преобразователя от нормали НГ на угол -Да ц вызовет изменение угла а на + Дащ. Так как I Act|| I I Act in I , то суммарная проводимость в пределах ±(15-20)° не изменится. Указанные пределы изменения обеспечиваются размерами, формой и расположением ограничителя отклонения.

Формула изобретения Накладной вихретоковый преобразователь для неразрушающего контроля, выполненный в виде стержневого магнитопровода с концентратором на одном конце и размещенных на нем возбуждающей и измерительной обмоток, отличающий- с я тем, что, с целью повышения точности за счет отстройки сигнала преобразователя от влияния отклонения от нормали к контролируемой поверхности, он снабжен ограничителем отклонения, магнитопровод выполнен прямоугольного сечения, концентратор представляет собой призму, ребро которой расположено в рабочей зоне, а грани составляют угол 25 - 35° с осью стержне- вого магнитопровода, ограничитель отключения представляет собой прямоугольную пластину шириной bo. закрепленную перпендикулярно оси магнитопровода на высоте h от ребра концентратора, выбранной из соотношения h b0/2tg /, где /3 - угол между плоскостью, проходящей через ребро концентратора и ближайшее к нему ребро пластины, и плоскостью, перпендикулярной оси магнитопровода и проходящей через ребро концентратора, и составляет 15 - 20°.

5

Ю

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для неразрушающего вихретокового контроля параметров ферромагнитных и электропроводных материалов, для измерения магнитной проницаемости, электропроводности, а также твердости и других параметров, в том числе и для контроля толщины изоляционных покрытий на движущихся проводниках. Цель изобретения - повышение точности за счет отстройки сигнала преобразователя от влияния отклонения от нормали к контролируемой поверхности - достигается за счет того, что накладной вихретоковый преобразователь со стержневым магнитопроводом имеет призматический концентратор на конце, ребро которого расположено в рабочей зоне, а грани составляют угол 25-35° с осью стержневого магнитопровода, а также ограничитель отклонения в виде прямоугольной пластины шириной Ь0, закрепленной перпендикулярно оси магнитопровода на высоте h от оебра концентратора, выбранной из условия h bo/2 tg Д где /8 15-20°. 3 ил. СО с

10 6

Щи2.г

оС

ii

0,02

О

Фиг.з