Устройство для контроля плосконапряженного состояния в изделиях из ферромагнитных материалов Советский патент 1993 года по МПК G01N27/83 

Изобретение относится к измерению электрических и магнитных величин и может быть использовано для неразрушающего контроля плосконапряженного состояния изделий из ферромагнитных материалов, особенно в тех случаях, когда необходимо контролировать труднодоступные участки изделий сложной формы.

Известно устройство для осуществления способа неразрушающего контроля электропроводных объектов, содержащее

генератор переменного тока и соединенные с его выходом токовводы, устанавливаемые на объекте контроля, и последовательно соединенные блок измерительных катушек индуктивности для регистрации полей рассеяния на дефектах сплошности, блок обработки сигнала и выходной блок, Направление магнитного поля, создаваемого таким устройством в области контроля, перпендикулярно линии, проходящей через токовводы. Недостатком устройства является то, что

при контроле параметров изделия направление магнитного поля не может быть изменено без изменения ориентации устройства. В свою очередь, изменение ориентации устройства ограничивает его возможности при контроле труднодоступных участков изделий сложной формы (угловых сварных швов, впадин между зубьями шестерен и др.), где поворот устройства и соответственно создаваемого им магнитного поля затруднителен.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для неразрушающего контроля напряжений в ферромагнитных материалах, содержащее магнитопровод, выполненный в виде диска с центральным круглым отверстием и четырьмя полюсными наконечниками, расположенными на концах взаимно перпендикулярных диаметров диска, намагничивающую обмотку в виде четырех секций, соединенных попарно-согласно, размещенных на противоположных полюсных наконечниках, и катушку регистрации скачков Баркгаузена. Устройство позволяет создавать в области контроля переменное магнитное поле четырех направлений без изменения положения устройства на изделии.. Благодаря этому обеспечивается повышение точности контроля плосконапряженного состояния.

Недостатком данного устройства является необходимость приведения в контакт с контролируемым .изделием одновременно . четырех полюсных наконечников, лежащих на взаимно перпендикулярных линиях, что, во-первых, вызывает необходимость увеличения габаритов по сравнению с аналогичными двухполюсными устройствами, а, во-вторых, накладывает ограничения на форму поверхности контролируемого участка изделия. Поэтому контролировать плосконапряженное состояние участков изделий, имеющих малый радиус кривизны в одном из направлений (например, угловых сварных швов, впадин между зубьями шестерен и т,п.), в которых концентрация напряжений наиболее вероятна, таким устройством невозможно..

Целью изобретения является уменьшение габаритов устройства и расширение области использования за счет контроля плосконапряженного состояния изделий сложной формы.

Поставленная цель достигается тем, что. устройство, содержащее генератор переменного тока, перемагничивающий узел в виде магнитолровода с обмоткой, подключенной к генератору переменного тока, пре- образователь шумов Баркгаузена. размещенный в межполюсном пространстве магнитопровода и соединенный с преоб0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

разователем измерительный блок снабжено вторым генератором переменного тока и подключенными к нему двумя токовводами, магнитопровод выполнен П-образным, а рабочая поверхность токовводов расположена на рабочих торцах боковых стержней магнитопровода.

В известном устройстве при контроле плосконапряженного состояния ферромагнитных изделий методом эффекта Баркгаузена перёмагничивание контролируемого участка в разных направлениях достигается благодаря применению четырехполюсно- го электромагнита. В предлагаемом же устройстве для этой цели используется комбинированный узел, содержащий приставной двухполюсный электромагнит и два токоввода, причем последние расположены в зоне контакта полюсов электромагнита с контролируемым изделием. Наличие токовводов при этом позволяет использовать для контроля напряженного состояния двухполюсный узел, что является существенным для уменьшения габаритов устройства и достижения возможности контроля труднодоступных участков изделий сложной формы.

На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит перемегничиваю- щий узел в виде магнитопровода 1 с обмоткой 2, подключенной к генератору 3 переменного тока, токовводов 4, подключенных к второму генератору 5 переменного тока, преобразователя 6 шумов Баркгаузена и соединенного с ним измерительного блока 7. Магнитная цепь содержащая магнитопровод 1, обмотку 2 и генератор 3, и электрическая цепь, содержащая токовводы 4 и генератор 5, замыкаются контролируемым изделием 8. Полюса магнитопровода 1 и токовводы 4 расположены на одной линии, симметрично относительно преобразователя 6, который устанавливается на участок $ изделия 8.

При контроле плосконапряженного состояния устройство устанавливается на изделие 8 так, что направление линии, проходящей через полюса магнитопровода 1 и токовводы 4, совпадает с направлением оси одного из главных напряжений, которое . обозначим д. Ось второго главного напряжения б.| направлена при этом перпендикулярно оси д .Затем включается генератор 3, который посредством магнитопровода 1 и обмотки 2 создает в участке 9 изделия 8 переменное магнитное поле, параллельное осибц.. По сигналу Vn преобразователя 6 и построенной предварительно с помощью

образцов с известным, напряжением состоянием градуировочной зависимости Vii ( dn) определяется величина . Далее выключается генератор 3 и включается генератор 5. Ток генератора 5, протекающий через токовводы 4 и изделие 8, индуцирует в участке 9 магнитное поле, направленное перпендикулярно оси (5ц и параллельно оси д |, По сигналу Vi преобразователя 6 и градуировочной зависимости Vi (д ) определяется величина д . При этом, если соотношение амплитуд токов генераторов 3

0

и 5 выбрано таким, что на изотропном образце сигналы V ц и Vi равны,то градуиро- вочные зависимости Vi (д ) и Vn (д ) тождественны.

Порядок контроля может быть изменен на обратный. Кроме того, при одновременном и синхронном включении обоих генераторов тока возможно получение в контролируемом участке 9 переменного магнитного поля любого направления.

Изобретение относится к измерению электрических и магнитных величин и может быть использовано для неразрушающего контроля плосконапряженного состояния изделий из ферромагнитных материалов, особенно в тех случаях, когда необходимо контролировать труднодоступные участки изделий сложной формы. Целью изобретения является уменьшение габаритов устройства и расширение области использования за счет контроля плосконапряженного состояния изделий сложной формы, Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее генератор переменного тока, перемагничивающий узел в виде магнитопроводэ с обмоткой, подключенной к генератору переменного тока, преобразователь шумов Баркгаузена, размещенный в межполюсном пространстве магнитопровода и соединенный с преобразователем, измерительный блок, снабжено вторым генератором переменного тока и подключенными к нему двумя то- ковводами, магнитопровод выполнен П-образным, а рабочая поверхность токо- вводов расположена на рабочих торцах боковых стержней на концах взаимно перпендикулярных диаметров дика, намагничивающую обмотку в виде четырех секций, соединенных попарно-согласно, размещенных на противоположных полюсных наконечниках, и катушку регистрации скачков Баркгаузена. Устройство позволяет создавать в области контроля переменное магнитное поле четырех направлений без изменения положения устройства на изделии. Благодаря этому обеспечивается повышение точности контроля плосконапряженного состояния. Зз.п.ф-лы, 1 ил. ю х| О ы

Формула изобретения

П-образным, а рабочая поверхность токо- вводов расположена на рабочих торцах боковых стержней манитопровода.

2, Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем. что боковые стержни магнитопровода выполнены с центральным отверстием, а токовводы - в виде стержней и размещены в этих отверстиях,

4. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что токовводы выполнены в виде электропроводящих вставок на торцевой поверхности боковых стержней магнитопровода.