Устройство для контроля ферромагнитных изделий

 

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано для неразрушающего контроля качества изделий из ферромагнитных материалов . Цель изобретения - повышение точности контроля за счет снижения влияния зазора. Устройство для контроля ферромагнитных изделий содержит разомкнутый магнитопровод, замыкаемый контролируемым изделием, с размеренными на магнитопроводе намагничивающими катушками, а также измеритель магнитного параметра. Ферромагнитное тело, помеп(аемое iR зоне потоков рассеяния магнитопропода вблизи последнего со стороны изделия, а также две одинаковые неферромагнитные прокладки, помещаемые на полюся магнитопровода, обеспечивают компенсацию потерь рабочего магнитного потока магнит опровода при увеличении зазора, так что показания измерителя не зависят от величины зазора в широком диапазоне его изменения (1,5-6 мм). 3 ил. i (Я С

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

i СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

КСПУБЛИН

09) (И) (5)) 5 С 01 R 33/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

По ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬП ИЯМ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 441 3869/21 (22) 21.04.88 (46) 23.05.91. Г>юл . Х"- 19 (71) Физико-технический институт со специальным конструкторским бюро и опытным производством Уральского научного центра АН СССР (72) А.В. Филиппов и С.А.Воронов (53) 621 . 31 7 ° 44 (008. П) (56) Приборы для неразрушяюцего контроля материялон.и изделий. Под.ред, В. В. Ключева.— М.: 11яшинострое»»ие, 1976, с. 85. (54) УСТРОЙСТВО ДЗИ КОПТРО1П1 ФГРРО1 )АГНИТ111.»Х ИЗДГЛИЙ (57) Изобретение относится к магнит— ным измерениям и может быть использовано дпя неразрушающего контроля качества изделий из ферромагнитных материалов. lleJTb изобретения — повышеИзобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано для неразрушаюцего контроля качества изделий из ферромагнитных материалов.

Целью изобретения является повышение точности контроля за счет снижения влияния зазора.

На фиг. 1 изображено устройство для контроля ферромагнитных изделий, вид спереди; на фиг. 2 — то же, вид сверху; на фиг. 3 — зависимости остаточного магнитного потока магнитопровода от величины зазора между полюсами магнитопронода и изделием без hepромагнитного тела (2) и при установке ферромагнитного тела (1). ние точности контроля зя счет снижения влияния зазора. Устройство для контроля ферромагнитных изделий содержит разомкнутый мягнитопронод, зямыкаемый контролируемы»» изделием, с размещенными на магнитопроноде нямягничивяющими катушками, я также измеритель магнитного параметра, Ферромяг— нитное тело, помещаемое,в зоне потоков рассеяния магнитопроводя вблизи последнего со стороны изделия, я также две одинаковые неферромягнптные прокл,»дки, помецяемые кя полюся магнитопровода, обеспечивают компе»»ся»»»»ю потерь рябочего магнитного потока мягнитопроводя при увеличении зазора, так что показания измерителя не зависят or величины зазора в широком диапазоне его изменения (1,5-6 мм).

3 ил.

Устройство содержит разомкнутый

П-образный магнитопровод 1, замыкаемый испытуемым изделием 2, с размещенной на магнитопроводе 1 намагничивающей обмоткой 3, а также измери. тель 4 магнитного параметра и ферромагнитное тело (перемычку) 5. )»ежду .полюсами магнитопровода 1 и испытуемым изделием 2 помещаются две одинаковые неферромагнитные прокладки 6.

Устройство работает следующим образом.

Изделие 2 устанавливают на прокладки 6. После магнитной подготовки, заключаюцейся в перемагничивании изделия 2, а вместе с ним и тела 5 путем

1651251 пропускания через намагничивающую обмотку 3 разнополярных импульсов электрического тока, что обеспечивает отстройку от влияния магнитной предыстории изделия 2 и ферромагнитного

5 тела 5, изделие 2 намагничивают до технического насыщения. Розникающий при этом поток рассеяния, пропорциональный величине неАерромагнитного зазора, величина которого складывается из толщйны прокладок 6 и случайной величиной зазора между поверхностью изделия 2 и прокладками 6, намагничивает ферромагнитное тело 5.

После снятия намагничивающего поля ферромагнитное тело 5 имеет магнитодвижущую силу, которая компенсирует изменение, обусловленное случайным зазором, магнитного дотока в магнитопроводе- 1, создаваемого магнитодвижущей силой изделия 2, измеряемого измерчтелем 4, Для выбранных размеров, материала и места расположения

Аерромагнитного тела 5 толщина в неферромагнитных прокладках 6 определя- ется экспериментально из условия независимости результата контроля от толщины прокладок 6. Наличие подобного эффекта мояно пояснить следующим образом.

Недостатком известного устройства является уменьшение вклада магнитного потока от изделия 2 в суммарный магнитный поток магнитonровода I npu увеличении зазора, что вызывает ошиб- 35 ку измерения. Этот недостаток обусловлен тем, что с увеличением зазора соответственно возрастают потоки рассеяния, т.е. при намагничивании изделие 2 недомагничивается, а при 40 перемагничивании часть полезного пото1 ка рассеивается. В то же время величина потока рассеяния при намагничивании определяется величиной неферромагнитного зазора, причем величина потоков рассеяния с удалением от полюсов магнитопровода 1 уменьшает. ся. При введении Аерромагнитного тела 5, помещенного на таком расстоянии от магнитопровода в зоне потоков 50 рассеяния, что при данном зазоре поток рассеяния, возникающий при намагничивании изделий 2, будет перемагничивать тело 5 по частнои петле гистерезиса, вершина которой леяит на линейном участке кривой намагничивания материала Аерромагнитного тела, изменение зазора между изделием и магнитопроводом приведет к перемагничиванию тела 5 по другой частной петле гистерезиса конгруэнтной первой

У и величине магнитодвижущей силы тела 5, определяемая коэрцитивной силой последнего на заданной частной петле гистерезиса, будет пропорциональна величине зазора. Кроме того, величина коэрцитивной силы тела 5 определяется коэрцитивной силой материала тела 5 по предельной петле гистерезиса и проницаемостью на спинке этой петли. При выбранном материале Аерромагнитного тела 5 величина его магнитодвижуг4ей сили определяется длиной средней силовой линии в теле 5, т.е. его размерами. При выбранном материале, размерах и расположений тела 5 н при Аиксированном зазоре между магнитопроводом i и изделием 2 величина магнитодвижущей силы тела 5 определяется величиной магнитодвижущей силы обмотки 3 и расстоянием от магнитопровода 1 до тела 5. Иагнитодвижущая сила тела 5, полученная после снятия намагничивающего поля (после магнитной подготов ки), создает в магнитопроводе 1 магнитний поток, величина которого (при данном расположении тела 5) пропорциональна величине зазора. Аналогичный поток от изделия 2 имеет обратную зависимость от зазора. При некоторой величине зазора между изделием 2 и магнитопроводом 1 приращение. этого зазо— ра в некоторых пределах вызовет одина ковые по величине, но разные по знаку приращения магнитных потоков, создаваемых в магнитопроводе 1 изделием

2 и телом 5, так, что суммарный поток в магнитопроводе 1 изменяться не будет. Величина этого зазора определит толщину прокладок 6.

При указанных условиях магнитодвижущая сила тела 5 компенсирует потерю магнитодвияущей силы изделия 2, обусловленную влиянием зазора, что позволяет применять устройство для контроля ферромагнитных иэделий по измерениям магнитных характеристик, н змеряемых на спинке петли гистерезиса (остаточная индукция, коэрцитивная сила, релаксационная коэрцитивная сила и т.д.}.

Например, магнитопровод 1 изготавливали из армко-железа высотой 50 мм с межполюсным расстоянием 30 мм и сечением 10х20 мм2 . В нейтральной плоскости магнитопровода 1 сделан

165 разрез толкиной 1 мм, в который помещали датчик Холла типа ЛХЭ(10501 2А.

На стержнях магнитопровода 1 располагалась намагничиваюыая обмотка

2х300 витков провода ЛЗВ-2 диаметром 0,83 мм, высота катушек 30 мм.

Амплитуда намагничиваюших импульсов 20 А. В качестве ферромагнитного тела 5 был использован образец иэ стали Х12О1 после закалки с коэрцитивной силой 40,2 А/см, Размеры образца 8х8х50 мм, он располагался на расстоянии от полюсов а = 3,4 мм.,пля определения толщины неферромагнитных прокладок 6 быпа снята зависимость остаточного потока в магнитопроводе (после намагничивания и перемагничивания двумя разнополярными импульсами) от величины зазора между папюсами магнитопровода 1 и изделием 2. Зазор моделировался с помощью мерных неферромагнитных пластинок. Я качестве изделия 2 использовался образец из стали ЗОНИ2 размерами 9х9х50 мм коэрцитивной силой 5 А/см. Как видно из фиг. 3 (кривая 1), начиная с заI

1251

6 зора 1,5 мм, величина остаточного магнитного потока, измеренная в магнитопроводе, не зависит от дальнейших вариаций зазора, поэтому можно выбрать b = 1,5.

Таким образом, предпагаемое устройство позволяет значительно повысить достоверность (точность) контроля, а также осуществлять контроль изделий, не предъявляя жестких требований к поверхности последних.

Формула изобретения

Устройство для контроля ферромагнитных изделий, содержащее Л-образный магнитопровод с намагничивающей обмоткой и измерителем магнитного парамет20 ра, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено ферромагнитной перемычкой и двумя немагнитными прокладками, причем ферромагнитная перемыч25 ка размещена у полюсов магнитопровода, на которых расположены немагнитные прокладки.

) ? Ю 4 5 д Рй

ФЫ3