Электромагнитный преобразователь Советский патент 1982 года по МПК G01N27/90 

(5) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

1

Изобретение относится к неразрушаемому контролю изделий сложной формы и может быть использовано для контроля радиальных перемещений лопаток компрессора газотурбинных двигателей.

Известен электромагнитный преобразователь, содержащий основную и дополнительную возбуждающие катушки и измерительную катушку, расположенные в параллельных плоскостях Г П.

Однако этот преобразователь обладает низкой помехоустойчивостью, а также низкой чувствительностью и малым рабочим диапазоном при воздействии внешних электромагнитных полей.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является электромагнитный преобразователь, содержащий магнитопровод Н-образной формы, обмотку возбуждения, расположенную на среднем стержне магнитопровода, и четыре измерительные обмотки, расположенные на концах боковых

стержней маг.нитопровода.Обмотки на верхних концах стержней образуют одну пару, на нижних концах - другую пару. В парах обмотки включены между собой согласно и встречно, а пары обмоток включены встречно между собой 2.

Известный преобразователь обладает низкой помехоустойчивостью ко внешним электромагнитным полям и недоста10точной чувствительностью.

Цель изобретения - повышение чувствительности и помехоустойчивости преобразователя.

Указанная цель достигается за

ts счет того, что электромагнитный преобразователь, содержащий магнитопровод Н-образной формы, обмотку возбуждения, расположенную на среднем стержне магнитопровода, и четыре

20 измерительные обмотки, расположенные на концах боковых стержней.магнитопровода, снабжен оправкой из электропроводящего материала с прорезью. В которой размещен магнитопровод, причем глубина прорези равна длине магнитопровода, и дополнительными обмотками возбуждения, расположенны ми попарно-симметрично относительно продольной оси среднего стержня маг нитопровода, обмотки в парах соединены между собой последовательно и согласно, .пары соединены своими концами с началом основной возбужда щей обмотки, начала их предназначены для подклю.чения при контроле к источнику возбуждающего тока, измерительные обмотки расположены попарно-симметрично относительно продольной оси среднего стержня магнит провода, обмотки в парах соединены между собой последовательно и согласно, пары соединены между собой встречно. На. фиг. 1 показана конструкция преобразователя , на фиг. 2 - вид на преобразователь со стороны проре зи оправкиj на фиг, 3 схема соеди нения обмоток преобразователя. Магнитопровод 1 Н-образной формы преобразователя установлен в прорези 2 проводящей оправки 3 над контролируемым изделием 4. Измерительные обмотки 5 и 6, расположенны на внутренних концах боковых стержней магнитопровода, измерительные обмотки 7 и 8, расположенные вне них { онцах боковых стержней магнито провода, включены согласно, а пары между собой - встречно. Основная обмотка 9 возбуждения расположена на среднем стержне магнитопровода. Пары последовательно соединенных дополнительных внутренних обмоток 1 -и 11 возбуждения и внешних обмоток и 13 возбуждения включены согласно с основной обмоткой 9« При работе преобразователя выходные клеммы k и 15 его обмоток возбуждения подклю чаются через регулируемый аттенюатор 16 к генератору 17. Основная область применения преобразователя контрбль виброперемещений лопаток компрессора газотурбинных двигателей. При этом преобразователь помещается в установочное отверстие обе . чайки 18 статора двигателя. Преобразователь работает следующим образом. При контроле виброперемещений и зазоров до лопаток для исключения влияния нестабильности электропроводности изделий используется высо9 , 4 кая частота f, пит.ающего напряжения, которая накладывает ограничение f « fQ на собственную резонансную частоту, f о контура из индуктивности. L преобразователя и распределенной емкости С g соединительной линии, для исключения влияния нестабильности f j. Величина LQ ограничивает число витков обмоток возбуждения и измерительных. Установка магнитопровода 1 с обмотками преобразователя в прорезь 2 проводящей оправки 3 из материала с высокой удельной электрической проводимостью вызывает концентрацию электромагнитного поля в рабочей зоне,, что снижает влияние электропроводности обечайки статора LQ обмоток. и одновременно уменьшает Это позволяет увеличить число их витков и, как следствие, чувствительность преобразователя. Длина магнитопровода, определяемая по оси его перемычки и почти равная диаметру 0 установочного отверстия, характеризует основные размеры зоны с электромагнитным полем. Поэтому глубина паза равна длине магнитопровода и превышает его высоту. При установке оправки 3 с преобразователем в установочное отверстие обечайки 18 статора двигателя ее край обычно не доходит до края отверстия для создания зазора безопасности. 8 результате сказывается дополнительное ослабление возбуждающего электромагнитного поля вихревыми токами на стенках отверстия обечайки. Происходит начальный разбаланс преобразователя и ослабление чувствительности к перемешениям контролируемых лопаток 4, что объясняется необходимостью ограничения коэффициента усиления выходного сигнала преобразователя. Электрическая компенсация данного разбаланса р(еализуется увеличением тока в дополнительных обмотках 12 и 13 возбуждения, ослаблением тока в обмотках 10 и 11с помощью регулируемого аттенюатора 16 (в простейшем случае потенциометр), подключенного к генератору 17. Применяемая компенсация легко автоматизируется, что позволяет стабилизировать параметры преобразователя и повысить его помехозащищенность в процессе контроля виброперемещений лопаток. Симметрия в размещении дополнител ных обмоток возбуждения и измерител ных обмоток относительно основной обмотки возбуждения, а также наличие теплопроводящей оправки снижают влия ние градиента температуры и позволяют повысить помехоустойчивость преоб разователя. Предлагаемый преобразователь обла дает высокой чувствительностью и пом хоустойчивостью в условиях воздействия на него внешних электромагнитных пол1вй и резких перепадов температур, а также позволяет производить отстройку от влияния зазора до контролируемого объекта. Формула изобретения Электромагнитный преобразователь, содержащий магнитопровод Н-образной |юр, обмотку возбуждения, раололо,женную на среднем стержне-магнитопроеода, и четыре измерительные обмотки, расположенные на концах боковых стержней магнитопровода, о тл и ч а ю 1д и и с я тем, что, с целью повышения чувствительности 9

Ф11г.1 2 И помехоустойчивости, ort снабжен оправкой из электропроводящего материала с прорезью, в которой размещен магнитопровод, причем глубина прорези равна длине магнитопровода, и дополнительными обмотками возбужде;ния, расположенными попарно-симметрично относительно продольной оси среднего стержня магнитопровода, обмотки в парах соединены между собой последовательно и согласно, пары соединены своими концами с началом основной возбуждающей обмотки, начала их предназначены для подключения при контроле к источнику возбуждающего тока, измерительные обмотки расположены попарно-симметрично относительно продольной оси среднего стержня магнитопровода, обмотки в парах.соединены между собой последовательно и согласно, пары соединены между собой встречно. Источники информации, принятые во внимание при Экспертизе . 1.Авторское свидетельство СССР ° 568007, кл. G 01 N 27/86, 1977 2.Авторское сивдетельствооСССР 568960, кл. G 08 С 9/0, 1977 (ПРОТОТИП).

Фал. 2

Г

Фиг. J.