Вихретоковый преобразователь Советский патент 1992 года по МПК G01N27/90 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для дефектоскопии конструкций из проводящих материалов в машиностроении, авиации и др.

Известен вихретоковый преобразователь к дефектоскопу, содержащий катушки индуктивности и ферромагнитные сердечники, причем сердечник выполнен составным, а его отдельная часть и/или их группы снабжены подмагничивающими обмотками

1.

Недостатком известного преобразователя является невысокая чувствительность к

локальным дефектам и степень подавления мешающих факторов.

Известен вихретоковый преобразователь, содержащий одну возбуждающую и две измерительные обмотки, Ш-образный магнитопровод, полюсные наконечники которого выполнены в виде пластин, зазоры между которыми представляют узкие взаимно перпендикулярные щели, в которых размещен короткозамкнутый виток 2.

Недостатком известного преобразователя является низкая чувствительность к дефектам и низкая локальность контроля.

VJ О

о

Известен вихретоковый преобразователь, содержащий С-образный магнитопро- вод с щелью и пазами, симметричную относительно щели возбуждающую обмотку и две измерительные обмотки, одна из кото- рых состоит из двух встречно-включенных полуобмоток, уложенных в пазу и проходящих через щель 3.

Недостатком известного преобразователя является низкая чувствительность кло- кальным дефектам и отсутствие отстройки зазора и перекоса его относительно контролируемой поверхности.

Известен вихретоковый преобразователь, содержащий замкнутый магнитопро- вод, на рабочей поверхности которого выполнены три параллельных1 паза, и размещенные на нем возбуждующую двухсекционную обмотку, измерительную обмотку, размещенную в крайних пазах магнитопро- вода, и короткорзамкнутый виток, размещенный в среднем пазу и охватывающий магнитопровод 4.

Недостатком известного преобразователя является низкая степень подавления зазора и перекоса между преобразователем и контролируемой поверхностью и невысокая чувствительность контроля к локальным дефектам.

Наиболее близким к предлагаемому яв- ляется вихретоковый преобразователь, содержащий две обмотки возбуждения, включенные последовательно-встречно, и две измерительные обмотки, которые тоже включены последовательно-встречно. Все обмотки размещены на ферритовых соединениях 5. Особенностью известного преобразователя является высокая степень отстройки не только от плоско- параллельного зазора преобразователя, но и от его переко- сов относительно контролируемой поверхности.

Недостатком известного преобразователя является недостаточно высокая чувствительность к локальным дефектам и недостаточно высокая селективность за счет плохого подавления зон со слабой неоднородностью, например удельной электрической проводимости.

Целью изобретения является повыше- ние чувствительности за счет локализации зоны контроля.

Поставленная цель достигается тем, что в вихретоковом преобразователе, содержащем размещенные во взаимно перпендику- лярных плоскостях на магнитных сердечниках две включенные последовательно-встречно обмотки возбуждения и две включенные последовательно-встречно измерительные обмотки, а плоскости витков которых лежат в параллельных плоскостях, сердечники представляют собой перемычки, образованные выполнением вблизи одного из торцов цилиндра из магнитного материала двух взаимно перпендикулярных сквозных радиальных пазов прямоугольного сечения, а витки обмоток имеют форму секторов и охватывают соответствующий сердечник в зоне паза.

Сопоставительный анализ показывает, что применение отдельных элементов, используемых в предлагаемйм вихретоковом преобразователе,известно. Но использование их в указанном конструктивном исполнении, в частности применение магнитных сердечников определенной формы, дает положительный эффект - повышение локальности контроля и соответственно повышение чувствительности к локальным дефектам. Это позволяет сделать вывод о соответствии предложенного технического решения критериям изобретения новизна и существенные отличия.

На чертеже показана конструкция предложенного вихретокового преобразователя.

Вихретоковый преобразователь состоит из двух идентичных, включенных последовательно-встречно обмоток возбуждения 1, 2 и двух идентичных, включенных последовательно-встречно измерительных обмоток 3, 4. Обмотки размещены на едином магнитном сердечнике 5, для чего в зоне рабочего торца выполнены два перпендикулярных относительно оси магнитного сердечника паза 6, 7. Пазы также взаимно перпендикулярны между собой. Обмотки возбуждения 1, 2 имеют форму секторов с внутренним прямым углом и расположены напротив друг друга, Измерительные обмотки 3, 4 расположены симметрично относительно оси, соединяющей центры обмоток возбуждения 1, 2. Для упрощения изготовления магнитный сердечник может быть выполнен предварительно разборным и состоящим из отдельных элементов, которые после соединения элементов в единое целое образуют пазы с уложенными обмотками, ,

Вихретоковый преобразователь работает следующим образом.

С помощью идентичных обмоток возбуждения 1, 2 в контролируемом объекте (не показан) возбуждают вихревые токи. Обмотки 1, 2 соединены последовательно- встречно таким образом, чтобы магнитные потоки в них имели противоположное направление. При этом в зоне между обмотками возбуждения 1, 2 имее тся плоскость, в которой вертикальные составляющие первичного поля и поля вихревых токов одноа

гз

8ка Ч

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для дефектоскопии конструкций из проводящих материалов в машиностроении, авиации и др. Цель изобретения - повышение чувствительности за счет локализации зоны контроля - достигается благодаря тому, что в вихретоковом преобразователе, содержащем размещенные во взаимно перпендикулярных плоскостях на магнитных сердечниках две включенные последовательно-встречно обмотки возбуждения и две включенные последовательно- встречно измерительные обмотки, сердечники представляют собой перемычки, образованные выполнением вблизи одного из торцов цилиндра из магнитного материала двух взаимно перпендикулярных сквозных радиальных пазов прямоугольного сечения, а витки обмотки имеют форму секторов и охватывают соответствующий сердечник в зоне паза. 1 ил.

родного бездефектного образца отсутствуют. В этой плоскости и размещены измерительные обмотки 3 и 4, каждая из которых измеряет вертикальную составляющую результирующего поля. Таким образом, в хо- рошо настроенном датчике на выходе каждой из измерительной обмоток 3, 4 сигнал равен нулю на воздухе и при установке преобразователя на однородный бездефектный участок объекта контроля. Нулевой сигнал на выходе каждой измерительной обмотки сохраняется также и при установке на однородный участок с плоскопараллельным зазором при изменении общей толщины или удельной электрической проводимости материала объекта контроля. Таким образом осуществляется подавление соответствующих мешающих факторов. Причем за счет близкого расположения обмоток значительно подавляется также вли- яние зон со слабой неоднородностью (например, зона сварных швов). Баланс в каждой измерительной обмотке нарушается при перекосе преобразователя в одном направлении (относительно оси, соединяю- щей центры измерительных обмоток). Поэтому для подавления влияния перекосов измерительные обмотки 3, 4 включены последовательно-встречно. Благодаря близкому расположению измерительных обмоток 3 и 4, что достигнуто в предложенной конструкции, удается получить высокую локальность контроля и степень подавления мешающих факторов. При наличии дефекта баланс нарушается и на выходе измеритель-

1767409

ных обмоток появляется сигнал, который регистрируется с помощью дефектоскопа. Благодаря расположению обмоток на магнитном сердечнике 5 достигается высокая чувствительность измерительных обмоток при сравнительно небольших размерах. Ис- пользование специальных пазов 6, 7 для размещения обмоток обеспечивает одновременно их близкое расположение.

Предложенный преобразователь обладает высокой чувствительностью к локальным поверхностям и приповерхностным дефектам, также высокой селективностью контроля дефектов за счет подавления основных мешающих факторов.

Формула изобретения Вихретоковый преобразователь, содержащий размещенные во взаимно перпенди- кулярных плоскостях «на магнитных сердечниках две включенные последовательно-встречно обмотки возбуждения и две включенные последовательно-встречно измерительные обмотки, плоскости витков которых лежат в параллельных плоскостях, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности за счет локализации зоны контроля, сердечники представляют собой перемычки, образованные выполнением вблизи одного из торцов цилиндра из магнитного материала двух взаимно перпендикулярных сквозных радиальных пазов прямоугольного сечения, а витки обмоток имеют форму секторов и охватывают соответствующий сердечник в зоне паза.