Устройство для поверки средств магнитного контроля Советский патент 1991 года по МПК G01N27/72 

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано для метрологического обеспечения средств магнитного контроля физико-механических параметров ферромагнитных изделий.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет имитации смещения контролируемого изделия относительно поверяемого средства магнитного контроля.

На фиг. 1 представлена электрическая схема соединения обмоток устройства между собой и с генератором калиброванных импульсов тока; на фиг. 2 -схема взаимного расположения обмоток и рабочие области

устройства для размещения преобразователей средств магнитного контроля; на фиг. 3 - пример распределения поля в рабочих областях устройства при отсутствии тока через обмотки дополнительных систем и при его наличии.

Устройство для поверки средств маг- .нитного контроля содержит систему 1 (фиг. 1)для создания однородного магнитного поля, систему 2 для создания однородного градиента магнитного поля, дополнительную систему 3 для создания однородного магнитного поля и дополнительную систему 4 для создания однородного градиента магнитного поля.

Оч

О

N1 ГО СЛ

hO

Система 1 создания однородного магнитного поля содержит шесть кольцевых об- моток 5-10, образующих три пары кольцевых обмоток 5 и 6, 7 и 8, 9 и 10. Система 2 для создания однородного градиента магнитного поля содержит шесть кольцевых обмоток 11-16, образующих три пэры кольцевых обмоток 11 и 12, 13 и 14, 15 и 16. Дополнительная система 4 для создания однородного магнитного поля содержит три кольцевых обмотки 17, 18 и 19. Дополнительная система 4 для создания однородного градиента магнитного поля содержит три кольцевых обмотки 20, 21 и 22, Все кольцевые обмотки расположены соосно (фиг. 2). Соседние пары кольцевых обмоток 5 и б, 7 и 8, 9 и 10 и соседние пары кольцевых обмоток 11 и 12, 13 и 14, 15 и 16 имеющие общие центры симметрии, образующие две области 23 и 24, условно изображенные на чертеже пунктирными линиями, в которые помещают два преобразователя поверяемого средстга магнитного контроля. Кольцевые обмотки 17, 18 и 19 дополнительной системы 3 и кольцевые обмотки 20, 21 и 22 дополнительной системы 4 расположены между кольцевыми обмотками 5 и 6, 7 и 8, 9 и 10 системы 1 соответственно. Кольцевые обмотки 5-10 системы 1 в каждой из пар 5 и 6, 7 и 8, 9 и 10 соединены последовательно-встречно, а между парами обмоток 5 и 6, 7 и 8, 9 и 10 - последовательно-согласно (на фиг, 1 обозначено буквой н начало обмотки, буквой к конец обмотки). Кольцевые обмотки 11-16 системы 2 соединены последовательно-встречно. Крайняя кольцевая обмотка 10 системы 1 № крайняя кольцевая обмотка 11 системы 2 соединены между собой последовательно-согласно, Кольцевые обмотки 17-19 дополнительной системы 3 соединены между собой последовательно- согласно, а кольцевые обмотки 20, 21 и 22 дополнительной системы 4 - последовательно-встречно. Кольцевая обмотка 19 дополнительной системы 3 и кольцевая обмотка 20 дополнительной системы 4 соединены последовательно-встречно (на фиг. 1 показано соединение обмоток устройства при их намотке в одну и ту же сторону).

Последовательно соединенные кольцевые обмотки системы 1 и системы 2 непосредственно, а кольцевые обмотки дополнительной системы 3 и дополнительной системы 4 через резистор 25 (регулятор тока) подсоединены к генератору 26 калиброванных импульсов тока.

Средние радиусы п, га, гз и ГА соответственно кольцевых обмоток 5-10 (фиг. 2) системы 1 создания однородного магнитного поля, кольцевых обмоток 11-16 системы

2 для создания однородного градиента магнитного поля, обмоток 17-19 дополнительной системы 3 для создания однородного магнитного поля, обмотки 20-22 дополни- телной системы 4 для создания однородного градиента магнитного поля равны

n(0,61+0,54arctg J-±-Ј (a-b)

3 D

r2(0,26+0,020 arctg (a-b) .

3 D

0

r Wгде а - расстояние между центрами пар 5 и

6, 7 и 8, 9 и 10, 11 и 12, 13 и 14, 15 и 16 кольцевых обмоток 5-16; b - расстояние между центрами кольцевых обмоток 5-16 в парах 5 и 6, 7 и 8, 9 и 10, 11 и 12, 13 и 14, 15 и 16.

В конкретном примере выполнения устройства, например, для поверки установки типа ИМПОК-1, ИМПОК-2, длина I рабочих областей должна быть по 45 мм. Исходя из этого выбираем а 90, b 30 мм. Тогда п

45, Г2 30 ,а .

Поверка средств магнитного контроля заключается в следующем.

В рабочие области устройства помещают магниточувствительные элементы преобразователя поверяемого средства контроля. Отключают обмотки дополнительной системы 3 и дополнительной системы 4 от генератора 26 калиброванных импульсов тока. (Для этой цели можно использовать

регулятор тока). Включают генератор 26 калиброванных импульсов тока, Через кольцевые обмотки 5-16 систем 1 и 2 проходит импульсный ток, создающий импульсное магнитное поле. Распределение этого поля в рабочих областях 23 и 24 устройства представлено прямыми 27 и 28 (фиг. 3). Оно строго положительно в рабочей области 23 и строго отрицательно в рабочей области 24 и убывает по абсолютной величине в обеих областях 23 и 24 от центра устройства к его

торцам, что соответствует картине распределения поля остаточной намагниченности при локальном двухстороннем намагничивании листа, когда он находится точно посредине между магниточувствительными

элементами преобразователя средства контроля. Когда лист смещается относительно элементов преобразователя, то поле и его градиент, воздействующие на первый маг- ниточувствительный элемент, увеличивается, а на второй магнито чувствительный элемент уменьшается. Это имитируют подключением к генератору 26 импульсов тока обмоток дополнительной системы 3 и дополнительной системы 4. При этом в рабочих областях 23 и 24 устройства создаются дополнительные поля, одинаковые по знаку и убывающие по абсолютной величине от центра устройства к его торцам (кривые 29 и 30). Суммарное поле, созданное в рабочих областях 23 и 24, представлено кривыми 31 и 32. Изменяя величину тока через обмотки дополнительной системы 3 и дополнительной системы 4 резистором 25, изменяют наклон кривых 31 и 32 и тем самым модели- руют смещение локально с двух сторон на- магниченного листа относительно магниточувствительных элементов преобразователя средства контроля. Причем величина смещения пропорциональна величине тока через обмотки дополнительной системы 3 и дополнительной системы 4, В результате картина поля в рабочих областях устройства в пространстве и во времени близка к картине магнитного поля локально с двух сторон намагниченного листа, что позволяет поверять влияние смещения листа на результаты контроля.

Формулаизобретения

Устройство для поверки средства магнитного контроля по авт.св. № 1546897, о т- личающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено регулятором тока, а также допол- нительной системой для создания однородного магнитного поля и дополнительной системой для создания однородного градиента магнитного поля, содержащих по три кольцевых обмотки одинакового радиуса каждая, расположенных между парами соответствующих обмоток системы для создания однородного магнитного попя и

соосных с ними, при этом обмотки дополнительной системы для создания однородного магнитного поля соединены между собой последовательно-согласно, а обмотки дополнительной системы для создания однородного градиента магнитного поля - последовательно-встречно, первые противолежащие торцовые обмотки дополнительной системы для создания однородного магнитного поля и дополнительной системы для создания однородного градиента магнитного поля соединены между собой последовательно-встречно, а вторые противолежащие торцовые обмотки дополнительной системы для создания однородного магнитного поля и дополнительной системы для создания однородного градиента магнитного поля соединены со свободным выводом для создания однородного магнитного поля и первым выводом регулятора тока, соответственно второй вывод которого соединен со свободным выводом систем основной системы для создания однородного градиента магнитного поля, причем средний радиус обмоток дополнительной системы для создания однородного магнитного поля и средний радиус обмоток дополнительной системы для создания однородного градиента магнитного поля выбирают из соотношений

гз а; щ a/vT ,

где гз - средний радиус обмоток дополнительной системы для создания однородного магнитного поля; гц -средний радиус обмоток дополнительной системы для создания однородного градиента магнитного поля; а - расстояние между центрами пар обмоток.

гз

Изобретение касается магнитных измерений и может быть использовано для метрологического обеспечения средств магнитного контроля физико-механических параметров ферромагнитных изделий. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет ими- тации смещения контролируемого изделия относительно поверяемого средства магнитного контроля. Изобретение позволяет смоделировать распределение магнитного поля, воздействующего на магниточувствительные элементы средства контроля при смещении намагниченного локального с двух сторон ферромагнетика относительно этих магниточувствительных элементов. Устройство содержит систему для создания однородного градиента магнитного поля, по шесть кольцевых обмоток одинакового радиуса каждая, расположенных соосно, а также дополнительную систему для создания однородного магнитного поля и дополнительную систему для создания однородного градиента магнитного поля, по три кольцевых обмотки одинакового радиуса каждая, расположенные между партами соответствующих обмоток системы для создания однородного магнитного поля и соосных с ними. Введение дополнительных систем для создания однородного магнитного поля и для создания однородного градиента магнитного поля при определенном включении обмоток и выборе их геометрических размеров позволяет в одной рабочей зоне увеличивать градиент магнитного поля, а в другой одновременно уменьшать. 3 ил Ё

гь

Фиг. 3