Устройство для измерения магнитных свойств образцов замкнутой формы Советский патент 1982 года по МПК G01R33/12 

Изобретение относится к магнитным) измерениям и может быть использовано при измерении магнитных свойств электротехнической стали на кольцевых образцах и на .листах магнитопровода.

Известно приспособление для нанесения обмоток, содержащее два полуцилиндра, поверхности разъема которых снабжены полугнездами для закладки провер.яемого образца, обмотки, разрезанные поперек витков на симметричные половины и заложенные по полупер метрам сечения полугнезд. В наружную поверхность полуцилиндра вмонтирована фланцевая шайба, а в нижнюю часть второго полуцилиндра - фланцевая гайка. Для центровки полуцилиндров при их стыковке они снабжены гнездами и шпильками. Обе половины цилиндра скреплены винтом, снабженным упорным, кольцом, концы обмоток подсоединены к контактным гнездам 1 .

Недостатками устройства являются невозможность создать высокую и равномерную напряженкЛэсть магнитного поля ограниченным числом витков и пропускать большие токи через контактные соединения. Контакты при эксплуатации начнут подгорать и тем самым увеличат переходное сопротивление, которое снизит качество измерений.

10

Витки намагничивания сосредоточены в замкнутЬм объеме и для перемагничи-вания таких магнитоп0оводов до индук- ции насыщения с соблюдением синусоидальности поля требуется значительное

15 число витков (более ста) с толщиной более 1,5 мм. Для размещения такого числа витков необходимо свободное пространство, чем не располагает приспособление. Особенно узким местом

20 являeтc f центр, через который прохо7 дят, пересекаясь, продолжения (переходы} полувитков. При большом числе ВИТКОВ аентр будет утолщаться и такая картина должна наблюдаться на обоих полувитках приспособления. Так что необходимость соединить две половинки с открытыми электрическими контактами вызывает большие технологические затруднения. Измерительные обмотки требуют особой тщательности укладки, так как от них зависит точность результата. Чем больше число витков измерительной обмотки, тем чище опыт, меньше погреш ностей, достоверней результат измерения. Для измерения величины магнитной индукции на кольцевом образце с внутренним диаметром 60,3 мм, внешним диаметром 78 мм и массой 250-300 г катушка должна иметь 30 витков толщиной 0,1 мм. А для измерений потерь в Стали число измерительных витков должно быть не менее 200. Кроме того, большое число разъемов требует особых приспособлений и значительных усилий при соединении и разъединении двух полуцилиндров, так как каждое гнездо для лучшего контакта располагает пружиной, а применение малого чисда намагничивающих витков ограничивает технические возможности устройства и снижает пределы поля напряженности с синусоидальной формой. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения .магнитных свойств электрической стали на кольцевых образцах, представляющее собой усеченный по длине окруж ности каркас с измерительной и намаг ничивающей обмотками, в который вводится рассеченный кольцевой образец до образования замкнутого контура. На каркас наматываются измерительная обмотка для измерения индукции, обмотка для.снятия потерь и намагничивающая обмотка. Выводы обмоток подсо единены к зажимам 2 . Недостатком этого устройства явля ется то, что испытуемый образец расйекается, приобретает зону наклепа которая полностью не устраняется пос ле отжига и тем самым получаются ухуд шенные свойства исследуемого материала. Образец необходимо подвергать вос становитель ному отжигу, который знач Тельно меняет свойства стали. ,в зоне рассечки отжиг неполностью устраняет наклеп, то остальной металл значительно улучшает свои магнитные Э5 Э4 свойства и тем самым невозможно определить свойства материала в состоя-. НИИ поставки. Рассечка обязывает укладывать кольца в намагничивающем аппарате, чтобы погасить магнитное рассеивание, возникающее в зазорах. Такое испытание магнитопровода не способствует состоянию магнитопровода- электрической машины, поэтому полученные результаты испытаний не ср,авиимы с реальными. В данном устройстве невозможно оценить влияние магнитной анизотропии или выявить ее, в нем также не представляется возможным производить измерения на листах статора, поэтому оно не подходит для экспресс-измерений при цеховом контроле.Цель изобретения - повышение точности измерения на образцах замкнутой формы. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения Mai- нитных свойств образцов замкнутой формы, содержащее каркас с измерительной и намагничивающей катушками, дополнительно введены п-1 каркасов с катушками, размещеннь1х радиально по отношению к центру устройства, каждый каркас выполнен в виде неполного сектора, обращенного узкой частью к центру, а катушки размещены на нем радиально, охватывая полость с образцом, по обе .-торцовые стороны каркаса выступают ярма, с помощью радиально расположенных прижимов соединенные внахлест с ярмами соседних образцов, уложенных в соседние каркасы, а соседние соответственно соединены с последующими образцами до соединения последнего с первым. На чертеже изображено устройство для измерения магнитных свойств стали на образцах замкнутой формы. Устройство содержит диэлектрическую плиту-основание 1 , каркас 2 в ви-де неполного сектора с катушками, катушки 3 измерительной и намагничивающей обмоток, полость k под образец, кольцевой образец 5, место контакта 6 двух образцов, прижимной элемент 7, выступы 8 каркаса, ярма 9 образца. Каркас 2 с катушками выполнен в виде неполного сектора и представляет собой электрически активный модуль. Внутри него расподржены измерительнаяи намагничивающая катушки 3, которые 59 своими витками охватывают образец 5 который расположен в специальном гнез де-полости Ц. Полость k выполнена так, чтобы кольцевой образец или статорный лист могли входить в каркас лишь с одной из сторон и это условие распространяется на все каркасы, так как оно обеспечит наилучшую сборку устройства. Полость соответствует внешнему диаметру кольца с минимальным допуском для введения и изъятия образца из каркаса. Измерительная и намагничивающая обмотки представляют собой жесткую секцию, хорошо изолированную как изнутри так и снару жи, чтобы обеспечить многократное применение. Устройство работает следующим образом. Испытуемый кольцевой образец вводят в каркас 2 и устанавливают на плите-основании 1 так, чтобы выступы 8 каркаса, на которых расположено ярмо 9, выступающего из каркаса 2 образца 5 были направлены в одну сто- 25 с рону. Таким образом складывая каркасы с образцами по окружности, образцы располагают коаксиально по отношению к центру симметрии устройства. Во время установки двух соседних каркасов образцы соединяются ярмаI ми внахлест, а для обеспечения более надежного контакта это место контакт 6 прижимается упругим немагнитным элементом 7. После того, как вся магнитная система принимает замкнутую конструкцию, каркасы с катушками соединяют в электрическую схему, одна в измерительную и соединенную с приборами, а другая в намагничивающую и соединенную с источником питания. Во время испытаний возбужденный в образцах магнитный поток устремится по кругу устройства, проходя по кольцевым образцам, раздваиваясь и соединяясь в местах контакта 6. 9 Таким образом, протекаемый магнитный поток по образцам сможет выявить качество кольца или листа статора (или иного какого изделия). Технико-экономическая эффективность, предлагаемого устройства для измерения магнитных свойств на образцах замкнутой формы обусловлен его простотой, высокой точностью измерения,, возможностью применения для экспресс-контроля в цеховых условие ях, и регулирования массой испытуемых образцов. Формула изобретения Устройство для измерения магнитных свойств образцов замкнутой формы, содержащее каркас с измерительной и намагничивающей катушками, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него дополнительно введены п-1 каркасов катушками, размещенных радиаяъно ПО отношению к центру устройства, каждый каркас выполнен в виде неполного сектора, обращенного узкой мастью к центру, а катушки размещены на нем радиально, охватывая полость с образцом, по обе. торцовые стороны каркаса выступают ярма с помощью радиально расположенных прижимов соединенных внахлест с ярмами соседних образцов, уложенных в соседние каркасы, а соседние соответственно соединены с последующими образцами до соединения последнего с первым. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.ABTopckoe свидетельство СССР № 322739 хл. G 01 R 33/12, 1969. 2.Журнал ЭП Электротекинческив материалы, 1979, вып. 8 (109), с. 15.