УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТОКОВИХРЕВОГО КОНТРОЛЯИЗДЕЛИЙ Советский патент 1974 года по МПК G01N27/90 G01B7/06 

1

Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля изделий и может быть использовано в дефектоскопии и размерометрии.

Известно устройство для токовихревого контроля изделий, содержащее несколько разночастотных каналов токовихревого взаимодействия с контролируемым изделием, блок катушек-преобразователей, каждая из которых включена в соответств1ующий канал.

Однако из-за большого взаимного влияния измерительных преобразователей, используемых в различных частотных каналах, приходится вводить в каждый из каналов частотно-избирательные элементы (селективные усилители), которые снижают стабильность канала, и уменьшать число в.итков в измерительных преобразователях, чтобы резонансные частоты датчиков были не выше, чем самая высокая рабочая частота. Уменьшение числа витков снижает чувствительность датчиков и заставляет увеличивать коэффициенты усиления каналов, что также связано с уменьшением стабильности.

Целью изобретения является упрощение устройства и расширение его эксплуатапионных возможностей.

Для этого катушки сгруппированы симметрично относительно одной из них с четным количеством попарно встречно включенных

катушек в каждой группе и установлены в заданных плоскостях с фиксированным интервалом друг от друга так, что суммарная взаимоиндуктивность между катушкой и группами катушек практически равна нулю.

На фиг. 1 изобрал-геио предлагаемое устройство для контроля с использованием пяти различных частотных каналов, в из которых применен свой преобразователь (контролируемое изделие помещается в плоскости, параллельной плоскости рисупка); на фиг. 2 - устройство для контроля изделий с криволинейной внешней поверхностью. На чертеже стрелкой обозначено паправление включения катушек по отношению друг к другу одного и того же измерительного преобразователя.

.Первый преобразователь в простейшем варианте содержит одну катушку 1, центр которой Oi совпадает с общим центром симметрии О.

Второй преобразователь в простейшем варианте состоит из двух катушек 2 и 3, включенных встречно и располо}кенных симметрично относительно оси, проходящей через центр О. Центры катушек Оа и Оз лежат в диаметральио противоположных точках прямой, проходящей через пептр О. Из-за идентичности симметрии расположения катушек 2 и 3 относительно катушки 1

первого преобразователя их взаимные индуктивности будут одинаковы, а так как катушки 2 и 3 включены встречно, э. д. с., наводимые в них от тока, существующего в катушке 1, будут взаимно уничтожаться. Также взаимно уничтожаются э. д. с., наводимые в катушке 1 от токов, существующих в катушках 2 и 3. Поэтому взаимное влияние первого преобразователя (катушка 1) на второй (совокупность встречпо включенных катушек 2 и 3) будет отсутствовать, а информацию об изделии каждый преобразователь будет получать независимо от других. Аналогичным образом (путем размещения двух симметричных встречно включенных катушек) устраняется взаимное влияние и всех последующих преобразователей друг на друга.

Третий измерительный нреобразователь в простейшем случае также состоит из двух катушек 4 и 5, включенных встречно и расположенных симметрично относительно линии центров О2 и Оз. Центры катушек 4 и 5 лежат на ирям.ой, проходящей через центр О и перпендикулярной к линии центров 62 и Оз, на равном расстоянии от центра симметрии О.

В силу симметрии относительно первого и второго преобразователей и встречного включения обмоток третий преобразователь будет иметь нулевую связь со вторым и первым преобразователями.

Четвертый измерительный преобразователь состоит из четырех катушек 6-9, размещенных симметрично относительно катушек третьего преобразователя (и, следовательно, относительно второго и первого) и включенных попарно встречно. Линия центров ОбОд и О7О8 образует с линией центров О2 и Оз углы 45°, а расстояния от общего центра до центров 6-9 катушек - одинаковы. Симметрия размещения и встречное включение приводит к тому, что этот преобразователь имеет пулевую связь с третьим, и вторым и первым преобразователями.

Пятый измерительный преобразователь соС10ИТ из восьми катушек 10-17, которые размещены симметрично относительно катушек четвертого измерительного преобразователя (оси симметрии OsOe и 070$) и включены попарно встречно, поэтому результирующая связь пятого преобразователя с любым другим преобразователем будет нулевой.

Увеличение требуемого количества преобразователей можно осуществить, размещая катушки последующих преобразователей симметрично вокруг катушек предыдущего преобразователя с наибольшим числом катушек и включая их попарно встречно.

Если не требуется большого количества рабочих частот, можно использовать любые сочетания измерительных преобразователей. Например, при двух рабочих частотах можно использовать (см. фиг. 1) первый преобразователь (катушка 1) и четвертый (катушки 6-9) или второй преобразователь (катушки 2 и 3) и третий (катушки 4 и 5).

Вместо катушек круглой формы в измерительных преобразователях мопут использоваться катушки других форм, например треугольник, ромб, прямоугольник, эллипс, несколько соединенных между собой окружностей и т. п.). Катушки могут быть однообмоточными (параметрический датчик) или двухобмоточными (трансформаторный датчик).

Предлагаемое устройство может быть выполнено с непараллельными осями катушек, что открывает дополнительные возможности при коптроле изделий с криволинейной внешней поверхностью. Пример такого варианта устройства дан на фиг. 2, где изделие 18 имеет цилиндрическую внешнюю поверхность, а его параметры контролируются двухчастотным способом.

На первой рабочей частоте используется однокатушечный измерительный преобразователь 19, изогнутый по форме цилиндрической поверхпости, на второй - четырехкатушечный измерительный преобразователь (плоские катушки 20-23). Оси двух катушек (20 и 23) не параллельны оси преобразователя 19, но образуют систему с центральной симметрией относительно оси Ois и Oi9 первого преобразователя. В этом случае катушки 20 и 23 расположены ближе к цилиндрической поверхности, чем если бы их оси OigOzo- OisOsi были бы параллельны оси OisOig. Это позволяет повысить чувствительность второго преобразователя.

Предмет изобретения

Устройство для токовихревого контроля изделий, содержащее несколько разночастотных каналов токовихревого взаимодействия с контролируемым изделием, блок катушек-преобразователей, каждая из которых включена в соответствующий канал, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и расширения его эксплуатационных возможностей, катушки сгруппированы симметрично отпосительно одной из них с четным количеством попарно встречно включенных катушек в каждой группе и установлены в заданных плоскостях с фиксированным интервалом друг от друга так, что суммарная взаимоиндуктивность между катушкой и группами катушек практически равна нулю.

iPut.

Zi.22