Устройство для определения магнитных характеристик замкнутых образцов

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при неразрушающем контроле ферромагнитных изделий. Целью изобретения является повышение точности при контроле несимметричных образцов. Устройство снабжено двумя парами измерительных катушек 3 - 6, расположенных по обе стороны контакта образца с магнитопроводом, на котором размещена измерительная обмотка. Шарниры 8 закреплены на катушках 3 - 6, а шарниры 9 скользят в пазах 19 под действием упругих элементов 11. В парах катушки 3 - 6 соединены последовательно-встречно, пары - последовательно-согласно, что исключает погрешность от неравенства потоков рассеяния. Плотный контакт измерительных катушек 3 - 6 и образца обеспечивает дополнительное повышение точности. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ()9) ()!) (5!)5 G 01 R 33/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4 (б) о 4

О ос (лЭ

1б (21) 4417377/21 (22) 03,05.88 (46) 15,08.91. Бюл. hh 30 (71) Харьковский политехнический институт им. В.И.Ленина (72) А.А, Авраменко, В.П. Себко и Н.Н. Сиренко (53) 621.317.44(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1569756, кл. G 01 R 33/12, 07.04.88. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

МАГНИТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЗАМКНУТЫХ ОБРАЗЦОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при нераэрушающем контроле ферромагнитных изделий. Цель изобретения — повышение точности при контроле несимметричныхобразцов, Устройство снабжено двумя парами измерительных катушек 3-6, расположенных по обе стороны контакта образца с магнитопроводом, на котором размещена измерительная обмотка. Шарниры 8 закреплены на катушках 3-6, а шарниры 9 скользят в пазах 19 поддействием упругих элементов

11. В парах катушки 3 — 6 соединены последовательно-встречно. пары — последовательно-согласно, что исключает погрешность от неравенства потоков рассеяния. Плотный контакт измерительных катушек 3-6 и образца обеспечивает дополнительное повышение точности. 4 ил.

1670638

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при неразрушающем контроле ферромагнитн ы х издел ий.

Цель изобретения — повышение точности при контроле несимметричных образцов, На фиг.1 и фиг.2 изображена конструкция устройства с замкнутым образцом (3 проекции); на фиг.3 — распределение магнитных потоков в системе "Устройство— образец"; на фиг.4 — шарнирное соединение.

Устройство содержит шихтовый магнитопровод 1, намагничивающую катушку 2, четыре измерительных катушки 3-6 с торцовыми направляющими пластинами 7. шарнирными соединениями, состоящими из неподвижных 8 и подвижных 9 шарниров, соединенных скрещивающимися рычагами

10, и упругими элементами 11, прижимное приспособление (механизм) в виде обойм

12, штанг 13 с пружинами 14, перекладины

15 с подвижными упорами 16, центрирующее приспособление в виде шпильки 17 с резьбой и подвижных упорных гаек 18. Для перемещения подвижных шарниров 9 с рычагами 10 вдоль плоскости измерительных катушек 3-6 на их боковых гранях выполнены направляющие пазы 19, а для регулирования упоров 16 прижимных приспособлений в соответствии с размерами испытуемого образца 20 в перекладине

15 выполнены сквозные пазы 21. Фиксация упоров 16 на перекладине 15 осуществляется посредством гаек 22 (2поры 16 выполнены с резьбой). Перекладина 15 также выполнена с отверстиями, где установлены штанги 13. Соединение последних с обоймами 12 резьбовое. Шпилька 17 установлена в обоймах 12 вдоль магнитопровода 1.

Фиксация образца 20 на магнитопроводе 1 осуществляется упорами 16 перекладины

15 и пружинами 14. Шарниры 8 и 9, рычаги

10, упругие элементы 11, обоймы 12, штанги

13, перекладина 15, упоры 16, шпилька 17, упорные гайки 22 и крепежные винты 23 — 25 выполняются из диэлектрических немагнитных материалов, пружины 14 — из немагнитных материалов. Упругие элементы 11 могут быть выполнены из резины.

Перед началом измерений перекладина

15 с упорами 16 находится в верхнем положении (пружины 14 сжаты), Упоры 16 выставлены в соответствии с типоразмерами испытуемого образца 20 и зафиксированы гайками 22. Измерительные катушки 3 и 4, 5 и 6 прижаты одна к другой упругими элементами 11, при этом подвижные шарниры

9 находятся в верхней части пазов 19. По5

55 движные упорные гайки 18 установлены на шпильке 17 так, что измерительные катушки

3 и 6 выставлены в соответствии с максимальным осевым размером образца 20. Далее устанавливают образец 20 на магнитопровод 1 по направляющим пластинам 7. При этом измерительные катушки 4 и

5 перемещаются вдоль магнитопровода 1, а катушки 3 — 6 каждой пары располагаются вблизи участков контакта образца 20 с поверхностью магнитопровода 1. Упругие элементы 11 и шарнирные соединения (шарниры 8 и 9 с рычагами 10) фиксируют положение катушек 3-6 относительно образца 20. Кроме того, применение шарнирных соединений позволяет избежать перекосов и заклинивания катушек 3-6 при перемещении по магнитопроводу 1, а также обеспечивает перпендикулярное положение катушек 3 — 6 относительно магнитопровода 1 (нарушение этого условия приводит к существенным погрешностям измерения).

После этого отпускают перекладину 15 с упорами 16 (пружины 14 в отжатом положении), Этим обеспечивается плотное прижатие образца 20 к магнитопроводу 1, т.е. фиксация устройства в целом.

Устройство может работать как íà постоянном, так и на переменном токе. При протекании тока I в намагничивающей катушке 2 устройства в магнитопроводе 1 создается магнитный поток Ф (фиг.3), разветвляющийся на рабочие потоки Ф, в двух половинах замкнутого образца 20 и

ПОТОКИ РаССЕЯНИЯ Фрас1 ° Фрас2,ФрасЗ ° ПО ток Фрас1 замыкается через торцы магнитопровода 1, пронизывая обе пары измерительных катушек 3 — 6. Поток рассеяниЯ Фрас2 пРонизывает только паРУ измеРительных катушек 3, 4, а Фра,з — только пару

КатУШЕК5,6, ПРИЧЕМ ПОТОКИ Фрас2 И Фрасз НЕ равны между собой из-за асимметрии образца 20. Неравенство этих потоков приводит к необходимости введения дополнительной пары измерительных катушек (5 и 6). Каждую пару измерительных катушек пронизывает соответствующие реЗУЛЬтИРУЮЩИЕ ПОТОКИ Фрез1И Фрез2, ВКЛЮчающие рабочий поток Фо, поток рассеяния

Фрас1 И ПОТОК РаССЕЯНИЯ Фрас2 (ДЛЯ ПаРЫ катушек 3, 4) или Фрасз (для пары катушек 5, 6). ПОтоки Фрез1 и Фрез2 не Равны междУ

СОбсй Иэ-Эа НЕРаВЕНСтВа ПОТОКОВ Фрас2 И

Фрасз . Для пары катушек 3,4, соединенных встречно, формула для определения потока записывается в виде

Фо = Ф рез1 Фрас! — Фрас2, (1) аналогично для пары катушек 5 — 6

Фо Фрез2 Фрас1 Фрасз.

1670638

Поскольку эти пары катушек 3-6 соединены последовательно-согласно окончательное выражение для определения искомого рабочего потока Ф, примет вид

1 (3)

Если образец 20 имеет две оси симметРии (кольЦО, ЭллипС), тогДа Фрес2 = ©pac3 =

=+pac д СЛЕДОВатЕЛЬНО, И Фреэ1 = Фреэ2

=Фреэ. Тогда выражение для Фе запишется как

Фо = Фреэ — Фрас1 Фрас, (4)

В этом случае нет необходимости введения в устройство дополнительной пары катушек 5 и 6. Использование в предлагаемом устройстве двух пар встречно соединенных между собой измерительных катушек 3,4 и 5,6 с последующим соединением этих пар последовательно-согласно позволяет автоматически исключить влияние указанных потоков рассеяния на результаты измерений и за счет этого увеличить точность измерений образцов, имеющих лишь одну ось симметрии. Согласное включение пар катушек 3-6 позволяет повысить чувствительность устройсвта, что приводит также к увеличению точности измерений, особенно при определении начальных участков кривых намагничивания.

В цепи намагничивающей катушки 2 могут быть предусмотрены устройства регулирования и измерения величины намагничивающего тока.

При работе на постоянном токе необходимо использовать устройство для коммутирования намагничивающего тока. Сигнал с измерительной обмотки (катушек 3 — 6) измеряют веберметром, Индукция магнитного поля определяется по формуле

cg, 8Ф 5 1 (5)

tl o где С вЂ” постоянная веберметра;

a — отброс указателя веберметра;

W< — число витков измерительных обмоток;

So — площадь поперечного сечения испытуемого образца 20, Напряженность магнитного поля в образце 20 определяют из выоажения

23Э.

Д 11 о (6) где j — величина намагничивающего тока;

У4 — число витков намагничивающей обмотки;

1Π— средняя длина образца 20, 5

При работе на переменном токе сигнал

Нср, снимаемый с измерительной обмотки преобразователя, измеряют вольтметром средних значений. Индукцию Bm в образце

20 рассчитывают по формуле ср

4 { Д (7) о где f — частота намагничивающего тока.

Напряженность магнитного поля вычисляют из соотношения

2 2 "1 н (8) е, где) — эффективное значение величины намагничивающего тока.

Формулы (6) и (8) используют в том случае, когда величина магнитного сопротивления магнитопровода устройства значительно меньше магнитного сопротивления образца. Если последнее условие не выполняется, то для измерения напряженности магнитного поля применяют потенциал ометр, определяющий разность магнитных потенциалов в двух точках образца.

Формула изобретения

Устройство для определения магнитных характеристик замкнутых образцов, содержащее шихтованный магнитопровод с намагничивающей катушкой и первой парой измерительных катушек, центрирующее приспособление и прижимной механизм, расположенный по обе стороны намагничивающей катушки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено второй парой измерительных катушек, размещенных на магнитопроводе, четырьмя упругими элементами и четырьмя шарнирными соединениями в виде скрещенных рычагов с торцовыми шарнирами, при этом каркасы измерительных катушек выполнены с торцовыми направляющими и боковыми пазами, в которых размещены верхние торцовые шарниры соответствующих скрещенных рычагов, нижние торцовые шарниры которых закреплены на боковых сторонах каркаса измерительных катушек, на которых закреплены концы упругих элементов, причем измерительные катушки соединены в парах последовательно-встречно, пары измерительных катушек соединены последовательно-согласно и расположены по Обе стороны намагничивающей обмотки, а центрирующее приспособление размещено соосно с магнитопроводом.

1670638

1670638

Фиг. 2

Фцг, 3

Составитель С. Шумилишская

Техред М.Моргентал Корректор С. Черни

Редактор М. Петрова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2749 Тираж 408 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5