Накладной вихретоковый измерительный преобразователь для неразрушающего контроля Советский патент 1992 года по МПК G01N27/90 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля геометрических, физико-механических и электромагнитных параметров проводящих изделий

Известен вихретоковый преобразователь, содержащий измерительную обмотку в виде зондовой обмотки, например, концентрической формы смещенную относительно концентрической токовой обмотки.

Такой преобразователь позволяет фиксировать поля рассеяния вокруг токовой обмотки Однако для целей измерения параметров проводящих материалов он не может быть эффективно использован, так как имеет низкую чувствительность из-за взаимодействия с незначительной частью магнитного потока рассеяния

Наиболее близок по физической сущности и технической реализации накладной вихретоковый измерительный преобразователь для неразрушающего контроля без магнитопровоДа, реагирующий на нормальную составляющую напряженности магнитного поля, содержащий цилиндрическую токовую обмотку и две соосные с токовой и распределенные вдоль нее встречно включенные измерительные обмотки

В известном преобразователе измерительные обмотки находятся на различном расстоянии от оси обмотки возбуждения, поэтому их индуктивности будут отличаться и в каждой из них будут находиться электродвижущие силы, отличающиеся по амплитуде, так и по фазе, т е. измерительные обмотки можно рассматривать как обычные

X

N 00

О

ифференциально включенные измерительные обмотки, регистрирующие изменение как основного потока, так и потока рассеяния, поэтому они не могут быть рассмотре- ны как экривалент петлеобразной, 5 регистрирующей только поток рассеяния. Появление на выходе измерительной оботки сигнала, отличного от нуля снижает увствительность преобразователя. Цель остигается тем, что измерительные обмот- 10 ки выполнены каждая из слоев, намотанных в одном направлении и соединенных между обой последовательно-согласно, а слои беих измерительных обмоток чередуются между собой, 15

На фиг 1 показана конструкция накладного вихретокового измерительного преобразователя; на фиг 2 - электрическая схема соединения слоев измерительных обмоток; на фиг 3 - петлеобразная обмотка, эквива- 20 лентная встречно включенным концентрическим измерительным обмоткам; на фиг 4 - зависимости выходного напряжения из- м ер ительной обмотки от толщины диэлектрического покрытия ДЛР разработанного 25 преобразователя и прототипа

Вихретоковый преобразователь содержит магиитопровод 1 (см фиг 1), например, цилиндрической формы на котором размещена цилиндрическая токовая обмотка 2 и 30 две размещенные соосно с токовой встречно включенные измерительные обмотки 3 и 4, каждая измерительная обмотка выполне- на соответственно из слоев 3f-3n и (см фиг 2), намотанных в одном направле- 35 нии и соединенных между собой последовательно-согласно, а слои 3i-3n и 4г 4П обеих измерительных обмоток чередуются между собой (На фиг 1 в качестве примера пок а- зано по два слоя 3i-3a и 4i-4a обмоток 3 и 40 4) На магнитопроводе 1 может быть размещено Зп слоев одной измерительной обмотки и 4 слоев другой измерительной обмотки, при этом начала обмоток 3 и 4 или их концы соединены (см фиг. 2), в результате получа- 45 ется обмотка 5, эквивалентная петлеобразной (фиг. 3)

Так как полученная обмотка не реагиру- ет на магнитный поток в магнитопроводе 1 из-за встречного включения обмоток 3 и 4 и 50 симметричного распределений (фиг 3) секций 3i-3n и 4i-4n относительно магнито- провода, то она будет регистрировать только магнитный поток рассеяния Симметричное распределение секций и 4i-4n 55 позволяет получить практически одинаковые индуктивности обмоток 3 и 4, сцепленных с.основным электромагнитным потоком в магнитопроводе Для практической опро- бацми был изготовлен накладной вмхретоковый преобразователь с параметрами: диаметр магнитопровода 14 мм, число слоев измерительных обмоток , каждом слое было уложено 50 витков, начала обмоток 3П-4П соединялись, обмотка 2 возбуждения содержала 250 витков,

Известный преобразователь (прототип) содержал две встречно включенные концентрические обмотки, которые имели по 250 витков. Идентичные обмотки возбуждения разработанного и известного преобразователей поочередно подключались в генератору звуковой частоты 6 (использовалась частота 30 кГц), а выходы их измерительных обмоток поочередно подключались к цифровому вольтметру 7,

С целью сопоставления результатов эксперимента был изготовлен контрольный преобразователь, содержащий идеапьную конструкцию петлеобразной обмотки, витки которой были получены предварительным обжатием вокруг цилиндрического магнитопровода цилиндрической обмотки Такая технология обеспечила реальную физику взаимодействия поля рассеяния с петлеобразной обмоткой.

При эксперименте неферромагнитными и неэлектропроводными прокладками ими- тирозался различный воздушный зазор А между ферромагнитной плоской поверхностью и полюсом преобразователя. На фиг 4 приведены результаты экспериментальных исследований Как следует из фиг, 4, зависимое гь Увыхр р ( А ) измерительной обмот- ки разработанного преобразователя соответствует зависимости UBbixf f (Д) измерительной обмотки контрольного преобразователя, т.е проявление возможного эффекта несбалаисировки секций 3 и 4 отсутствует, так как измерительная обмотка 5, состоящая из секций Зп и 4П, не охватывает магнитопровод 1, В зависимости ивыхп р(Д) для измерительной обмотки прототипа наблюдается минимум, который характерен для встречно включенных несбалансированных концентрических изме- ритель ных обмоток т.е. известный преобразователь не обеспечивает получения напряжения с измерительной обмотки не зависящего от основного магнитного потока, проходящего по магнитопроводу 1,

Формула изобретения

1, Накладной вихретоковый измерительный преобразователь для неразрушающего контроля, содержащий цилиндрическую токовую обмотку и две соосные с токовой и распределенные вдоль нее встречно включенные измерительные обмотки, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, измерительные обмотки выполнены каждая из слоев намотанных в одном направлении и соединенных между собой последовательно- согласно, а слои обеих измерительных обмоток чередуются между собой

i

2 Накладной вихрётоковый измерительный преобразователь поп 1, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что он снабжен цилиндрическим сердечником размещенным внутри обмоток

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля геометрических, физико-механических и электромагнитных параметров проводящих изделий Цель изобретения повышение чувствительности преобразователя - достигается благодаря тому, что накладной вихретоковый измерительный преобразователь для неразрушающего контроля геометрических, физико-механических и электромагнитных параметров проводящих материалов содержит цилиндрическую токовую обмотку и две соосные с токо вой и распределенные вдоль нее встречно включенные измерительные обмотки, размещенное на цилиндрическом сердечнике, при этом измерительные обмотки выполнены каждая из слоев, намотанных в одном направлении и соединенных между собой последовательно-согласно, а слои обеих измерительных обмоток чередуются между собой 1 з п ф-лы, 4 ил (Л С

. .Ъ

фие.З

20

4060

фиг. 4

ЮОмм-fff

гЗ