Вихретоковый преобразователь Агафонова Советский патент 1991 года по МПК G01N27/90 

Изобретение относится к средствам не разрушающе го контроля электропроводящих материалов и изделий на наличие несплошности, а именно к области электромагнитной дефектоскопии, и может быть ис- пользовано как в ручном, так и в

автоматическом режимах контроля изделий сложней конфигурации в машиностроительной промышленности, а также при эксплуатационном контроле различных изделий в любой отрасли народного хозяйства, где необходим неразрушающий контроль, например в энергетике на ТЭС при контроле внешних и внутренних поверхностей металла протяженных цилиндрических полостей, например бандажных колец турбогенератора, каналов роторов турбин.

Целью изобретения яляется повышение достоверности контроля за счет отстройки от влияния перекоса преобразователя относительно поверхности контролируемого из- депия (отклонение вертикальной оси преобразователя от нормали к контролируемой поверхности).

На фиг. 1 представлен Вихретоковый преобразователь1 на фиг. 2 -сечение А-А на фиг. 1

Преобразователь содержит диэлектрический корпус 1 с окном 2 и пазами (не показаны), держатель 3 сканирующего устройства. Корпус соединен посредством диэлектрической пружины 4 с держателем 5 преобразователя, выполненным из четырех лапок 6, консольно соединенных с диэлектрической пластиной 1 так, что одна из лопаток установлена с возможностью поворота вокруг оси 8 относительно пластины 7 и фиксирования штифтом 9. В одной из неоткидывающихся лапок в окне 2 корпуса 1 установлен ограничитель 10, В нижней части лапок выполнены канавк,и (не показаны), в которые упожен диэлектрический поясок 11 В держателе 5 преобразователя установлены обмотка 12 в виде усеченного конус с Ферромагнитным сердечником 13 в виде эллипсоида и шаровая опора 14 из ферромагнитного материала, охваченная лапками держателя и контактирующая со свободным концом сердечника. Обмотка 12 ориентирована меньшим основанием к шаровой опоре 14, а ее больший диаметр не превышает диаметра шаровой опоры.

Вихретоковый преобразователь работает следующим образом,

Перед началом контроля преобразователь устанавливают в сканирующее устройство (не показано) держателем 3. После сканирующее устройство устанавливают на контролируемую поверхность 15 и приводят в движение. При поступательном движении по контролируемой поверхности преобразователь совместно со сканирующим устройством совершает сложное пространственное движение: возвратно- вертикальное без отрыва от контролируемой поверхности, а также прецессирование 4 вертикальной оси симметрии преобразователя по случайной траектории с наклонами в различные стороны. При совершении возвратно-вертикального перемещения преобразователя изменение расстояния витков диэлектрической пружины 4 в электромагнитном поле обмотки 12 не вносит изменения в импеданс обмотки 12, так как в ее витках отсутствуют токи проводимости, и информационный нулевой уровень сигнала

преобразователя зависит только от свойств материала контролируемого объекта.

При совершении наклонов вертикальной оси преобразователя и даже прецесси- ровании ее в динамическом режиме

контроля преобразователь не вносит изменений в импеданс обмотки, так как обмотка 12 удалена от поверхности, ее электромагнитное поле замыкается на верхний сферический сегмент шаровой опоры 14, а

поверхность шаровой опоры в электрических и магнитных полях эквипотенциальна, поэтому каждая точка сферической поверхности обладает равным электромагнитным потенциалом и абсолютной пространственной симметрией, при этом вектор-потенциал магнитного поля всегда нормален как к поверхности шаровой опоры, так и к контролируемой поверхности. Поэтому каждая точка шаровой опоры обладает абсолютной

пространственной инвариантностью и практически электромагнитной инвариантностью как по абсолютному значению, так и по направлению относительно контролируемой поверхности. В связи с этим и при

наклоне преобразователя происходит переход от одной точки касания (опора касается поверхности всегда в одной точке) контролируемой поверхности к другой, но изменений в информационный сигнал такой

переход не вносит, следовательно, нулевой пороговый уровень контроля остается неизмененным.

Таким образом, преобразователь обладает высокой независимостью информационногосигнала от наклона преобразователя к контролируемой поверхности, что значительно облегчает конструирование вторичной аппаратуры контроля и дает возможность применения накладных преобразователей в автоматических сканирующих системах контроля с высоким уровнем пороговой чувствительности к выявлению несплошностей, а это повышает достоверность контроля и более объективное прогнозирование ресурса объектов контроля для дальнейшей их эксплуатации.

Формула изобретения

Вихретоковый преобразователь, содержащий цилиндрический корпус, подпружиненный вдоль оси корпуса держатель, установленный в держателе соосно с корпусом ферромагнитный сердечник и охватывающую сердечник обмотку в виде усеченного

конуса, а также взаимодействующую со свободным концом сердечника шаровую опору центр которой лежит на оси корпуса, о т- личающийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля за счет отстройки от влияния перекоса преобразователя относительно поверхности контролируемого изделия, сердечник выполнен в виде эллипсоида, шаровая опора выполнена из ферромагнитного материала, обмотка ориентирована меньшим основанием к ша0

ровой опоре, а ее больший диаметр не превышает диаметра шаровой опоры, пружина выполнена из диэлектрического материала, а держатель представляет собой диэлектрическую пластину с консольно закрепленными на ней лапками, охватывающими шаровую опору, и с закрепленным на концах лапок диэлектрическим пояском, а одна из лапок установлена с возможностью поворота относительно диэлектрической пластины.

Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля электропроводящих материалов и изделий на наличие несплошности, а именно к электромагнитной дефектоскопии, и может быть использовано как в ручном, так и з автоматическом режимах контроля изделий сложной конфигурации в любой отрасли машиностроительной промышленности: авиационной, судостроительной, энергетической и т.д. Цель изобретения - повышение достоверности контроля за счет отстройки от влияния перекоса преобразователя относительно поверхности контролируемого изделия. Указанная цель достигается тем, что вихре- токовый преобразователь содержит цилиндрический корпус, подпружиненный вдоль оси корпуса держатель, установленные в держателе соосно с корпусом ферромагнитный сердечник и охватывающую сердечник обмотку в виде усеченного конуса, а также взаимодействующую со свободным концом сердечника шаровую опору, центр которой лежит на оси корпуса. Сердечник выполнен из ферромагнитного материала, обмотка ориентирована меньшим основанием к шаровой опоре, а ее больший диаметр не превышает диаметра шаровой опоры. Пружина выполнена из диэлектрического материала, а держатель представляет собой диэлектрическую пластину с консольно закрепленны- ми на ней лапками, охватывающими шаровую опору, и с закрепленным на этих концах лапок диэлектрическим пояском, Одна из лапок установлена с возможностью поворота относительно диэлектрической пластины. 2 ил. 4 О О О

6

АФигЛ

11