Магнитоиндукционный преобразователь для дефектоскопии Советский патент 1983 года по МПК G01N27/90 

(54) МАГНИТОИНДУКиИОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ ДЕФЕКТОСКОПИИ Изобретение относится к неразрушаю- щим методам контроля изделий и может быть использовано в машиностроительной и металлургической промьшшенности. Известен магнитоиндукционный преобразователь.содержащий неподвижную кату Kjr индуктивности, питаемую переменньол током, и вращающийся относительно нее сердечник из мягкого ферромагнитного материала l Ф Недостатком преобразователя являет ся малая пригодность для считьтания локальных неоднородных полей дефектов, ввиду малой зоны контроля. . Наиболее близким по технической сущ ности к изобретению является магнитоиндукционный преобразователь для дефектоскопии, содержащий катушку тшдуктивности радиусом и сердечник из маг- нитомягКого материала, расположенный эксцентрично катушке и установленный с возможностью вращения вокруг ее оси таким образом, ч оси сердечника и катушки параллельны. Преобразователь имеет расширенную зону контроля, определяемую диаметром катушки, удобен при считывании магнитных полей рассеянияL23 Недостатком преобразователя является малая чувствительность к локальным дефектам, обусловленная тем, что при увеличении диаметра катушки (при увеличении зоны контроля) и радиуса окружности перемешения сердечника коэффи1шент заполнения катушки сердечником получается очень малым. Увеличение диаметра катушки относительно диаметра сердечника приводит к ухудшению соотношения между полезньм сигналом и сигналом от дефекта. Цель изобретения - повышение чувст вительности преобразователя. Эта цель достигается тем, что магнитоиндуюгаонный преобразователь для дефектоскопии, содержащий катушку индуктивности радиусом К и сердечник из магнитомягкого материала, расположенный эксцентрично катушке и установленный с возможностью вращения вокруг ее оси. снабжен второй катушкой индуктивности радиусом Rj. установленной концентрично первой и включенной с ней встречно, а радиус г врашейия сердечника выбран из условия R г Причем, число витков катушек выбра i / ) но из условия-JL .1 , , где П И 7 R «2 I - число витков первой и второй кату nj щек соответственно. На фиг. 1 показан преобразователь, общий вшц на фиг. 2 - расположение пре образователя и изделия с дефектом во время дефектоскопирования. Магнитоиндукционный преобразователь содержит стержень 1 из немагнитного материала, укрепленный на валу 2, который соединяется с двигателем не по;казан). На конце стержня расположен сердечник 3 из магнитомягкого материа Сердечник расположен между двумя катушками 4 и 5 (соответственно внутренней 4 и наружной 5) таким образом, что R г R , где г радиус вращения сердечника, R и R радиусы внутренней, и наружной катушек. Преобра зователь при контроле располагают над изделием 6 с дефектом 7 поверхности. Преобразователь работает следующим образом. С помошью двигателя стержень .1с серденником 3 приводится во врашение. Преобразователь помещается на поверхность испытуемого изделия 6 таким обр зом, что сердечник 3 ориентируется пер пендикулярно к поверхности, а плоскость витков катущек 4 и 5 - параллельно ей. Внешнее намагничивающее поле Н0 созда в изделии поток индукции, и, если в нем имеется дефект 7, то часть магнитных силовых линий выходит на поверхность образует поле дефекта. При этом оно имеет две компонентьк нормальную к поверхности образца Н, и тангенциальную. Последняя, поскольку она направлена перпендикулярно к оси сердечника и не рказьтает на него влияния ввиду большого размагничивающего фактора в этом направлении. При пересечении сердечником дефекта нормальная компонента его поля Ндр намагничивает сердечник вдоль его оси пропорционально Ндр. При этом се лечник образует собственное поле, как показано на фиг. 2. При перемещении сер дечника в зоне дефекта Ндп изменяется, соответственно изменяется индукция сердечника, его иоле рассеяния, а значкг и поток внутри катушек, что привоит к появлению ЭДС на выходе преофэ,ователя. Предположим, что на преобраователь, кроме поля дефекта, действует еременное поле помех, причем оно расределено однородно по площади катушек огда суммарное поле, действующее на реобразователь, Hj. 1 гДе Н р оле помех. Пусть в некоторый момент ремени Н совпадает по направлению Н А j. Тогда поток, пронизывающий нутреннюю катушку 4, равен де фр - поток рассеяния сердечника; Ф - магнитный поток, обусловленный помехами. Поток, пронизывающий наружную каушку 5, равен где Ф р - поток рассеяния сердетаика; фр, - магнитный потхж помех; фс - магнитный поток самого сердечника, обусловленный полем дефекта. Поскольку катушки включены встречно, то разность между потоками равна н- вн - - «п Фр-Фп оскольку Фр фр , И тогда ,4фр + ф. Таким образом, поле помех полностью исключается при встречном включении катушек, и в то же время сигнал от дефекта увеличивается благодаря потоку Фр. Сигналы, снятые с внутренней катушки при вращении сердечника над областью с дефектом, едва нрбьышают сигналы от помех. Сигналы от наружной катушки в два раза превышают сигналы помехи, причем сигналы от дефектов для внутренней и наружной катушек смещены по фазе на 18О. В результате при встречном включении катушек сигналы от дефектов складываются, а от помех вычитаются. Использование преобразователя данного типа позволяет повьюитъ помехоустойчивость и чувствительность магнитошадук-цнонных преобразователей. По сравнению с прототипом чувствительность возрастает в 1,5 раза, а помехоустойчивость, по крайней мере, в 2-3 {эаза. Формула изобретения 1. Магнитрицдукционный преобразовао тель для дефектоскопии, содержащий ка-, тушку индуктивности радиусом R и cef