Вихретоковый накладной преобразователь Советский патент 1980 года по МПК G01N27/86 

Изобретение относится к области неразрушающего контроля электрофизических параметров .немагнитных материалов методом вихревых токов и может быть использовано, например, для измерения удельной электропроводимости изделий с отверстиями различного радиуса. Известен вихретоковый накладной преобразователь, содержащий корпус с плоским торцом и возбуждающую и измерительную катущки, размещенные на корпусе р.. Недостатком известного преобразователя является невысокая прочность контроля электрофизических свойств материалов вблизи отверстий вследствие влияния на вносимый сигнал преобразователя изменений радиуса отверстий . Известен наиболее близкий к предлага емому вихретоковый накладной преобразователь, содержаций корпус со сферическим торцом, возбуждающую и измерительную катушки, размещенные на корпусе |2 . Корпус снабжен полусферой, выполнев ной из немагнитного материала. Недостатком известного преобразователя является невысокая точность контроля параметров изделий вблизи отверстий из-за близкого к единице отнощения радиуса сферической поверхности торца к радиусу катушек. Цепью изобретения является повыщение точности контроля электрофизических свойств немагнитных материалов вблизи отверстий различного радиуса. Цепь достигается тем, что сферический торец выполнен из диэлектрического материала, а отношение радиуса сфпрической поверхности торца к радиусу катушек индуктивностей выбрано в пределах от 2,4 до 2,6 На фиг. 1 предстевлен общий вид преобразователя; на фиг. 2 показаны зависимости расстояний между преобразователем и контролируемым изделием от отношения радиуса отверстия R к радиусу R jcaTyuiки преобразователя; на фиг. 3 показт1ы зависимости амплитуды вносимого сигнала от радиуса отверстия для изделий с различ ной удельной электропроводимостью. Вихретоковый накладной преобразовател содержит диэлектрический корпус 1 со сфе рическим торцом г. На корпусе 1 размещены возбуждающая катушка 3 и измерительная катуилса 4, соединенные через кон тактные лепестки 6 и 5 с кабелем 7. Корпус I помещен в защитный кожух 8, При котггроле изделий с отверстиями различного радиуса преобразователь устанавливают над изделием 9 по оси отверстия 10 до соприкосновения поверхности сферического торца 2 с краем отверстия по окружности, Влияние изменения радиуса отверстий на вносимый сигнал вихретокового преобра зователя аналогично влияншо зазора между катушками преобразователя и поверхностью изделия без отверстий, при этом амплиту да вносимого сигнала нелинейно зависит о радиуса отверстий. Для исключения влияния изменений радиуса отверстий на вносимый сигнал накладного преобразователя необходимо нелинейно изменять расстояние от катушек индуктивностей преобразователя до поверхности контролируемого изделия. На фиг. 2 кривыми 11Д2 и 13 показа ны экспериментально полученные зависимости расстояний оси поверхности конт ролируемого изделия, на которых необходимо располагать катушки преобразователей различных радиусов для подавления влияния изменений радиусов отверстий от R отношения - радиуса RQ отверстия к радиусу R сферы катушек преобразоваггеля. Зависимость расстояний tl от отно. шения -г- имеет нелинейный характер, и различные значения для npeo6pa3OBaTene1i с радиусами катушек 2,5 мм (кривая 11 на фиг. 2), 5 мм (кривая 12) и 10 мм (кривая 13), попучеиные на частоте 2,5 кГц для образцов с удельной эпектропроводимостью 30- 10 . Изменять расстояние между катушками преобразователя и поверхностью изделия в зависимости от радиуса отверстий возмож но с помощью торца со сферической поверхностью. Установлено, что максимальное подавление влияния изменений радиус отверстия на вносимый сигнал накладного преобразователя в области значений -2- 2,0 имеет место при отношении U радиуса tf сферической поверхности торща к радиусу R преобразователя -J: - 2,4 - 2,6 На фиг. 2 кривыми 14,15 и 16 показаны зависимости расстояния Ь до поверхности изделия для преобразователей с радиусом катушек соответственно 2,5, 5 и: Ю мм при значении отношения радиуса r сферы торца к радиусу R катушки преобразователя 2,4 - 2,6, а на кривой для сравнения показана аналогичная зависимость при значении отношения - 1,О. Из сравнения приведенных зависимостей видно, что при - 2,4-2 6 4R изменении расстояния п близко к требуемому. При контроле преобразователь устанавливают над изделием по оси его отверстия. При уменьшении радиуса отверстия, например, до R вносимый сигнал преобразователя увеличивается, но при этом за счет сферичности поверхности торца катушки преобразоваггеля устанавливаются дальше от поверхности изделия, например, на расстоянии h , вследствие чего вносимый сигнал уменьшается. В результате , при гюстоянстве электрофизических свойств материала изделия, вносимый сигнал преобразователя не изменяется. При увеличении радиуса отверстия, например, до Нд кагтушки преобразователя устанавливаются ближе к изделию, например, на расстоянии 112 вносимый сигнал увеличивается, что компенсирует уменьшение его от увеличения радиуса отве зстая. На фиг. 3 Кривыми 18, 19 и 20 показаны зависимости амплитуды Ц) вносимого сигнала преобразователя с эквивалентным радиусом 5 мм и рад 1усом сферической поверхности торца 12,5 мм на частоте 2,5 кГц от радиуса R, отверстия для вначений удельной электропроводимост (Гзд&лий соответственно 12; 30; бО-10 Qiu . Здесь же кривыми 21, 22 и 23 показек ны аналогичные зависимости для известного преобразователя с эквивалентным .радиусом 5 мм и радиусом сферической по- Е грхности торца 5 мм. Сопоставление кривых 18,19 и 20 и 21, 22 и 23 показывает, что погрешность измерения удельной электропроводимости при изменении радиуса отверстия в пределах от 5 до 7,5 мм для известного преобразователя составляет не менее 400%, тогда как для предлагаемого не более 30%. Вихретоковый накпапной преобразователь в несколько раз повышает точность контроля ,8лектро(|л зических свойств нема яитных материалов вблизи отверстий при изменении их радиусов в широких предепах. формула изобретения Вихретоковый накладной преобразователь, содержащий корпус со сферическим торцом, возбуждающую и измерительную квгушкн, размещенные на корпусе, отличающийся тем, о, с целью повышения точности контроля элактрофизических свойств немагнитных материалов вблизи отверстий рееличного радиуса, сферический торец выполнен из диэлектрического материала, а отношение радиуса сферической поверхности ториа к;радиусу катушек индуктнвнрстей выбрано в нредв. пах от 2,4 до 2,6, Источники информации, принятые во внимание при эюзпертвзе 1.Справочник. Нвразрушающий контроль металлов и нздетий. Пой реД. Г. С. Самойловнча. М., Мшинострсение, 1976, с. 206. 2.Авторское свидетельство СССР № 222677, кл О, 01 В 7/О6, 1967 (прототип).

8

О.В

Рие.г

16

( «.

О.ОЧ .,0.16 -Q.n

0,03-0.12 -0,10

о,ог 0,08

-0.06

0.01 LO,

V

.5