Вихретоковой преобразователь для измерения длины трещин в электропроводящих материалах

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (<>) 61657О (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 10Л277 (2l) 2450736/25-28 (51) М. КЛ.

С(01 g 27/86.с присоединением заявки И—

Государственный комитет

Совета Министров СССР но дедам. изобретений и открытий (2З) Приоритет . (4З) OïÓsëèêîâàí0253778, Бюллетень К27 (45) Дата опубликования описания 15.06.78 (53) УДК

620.179.14 (088.8) Г.A. Касимов, A.Ä. Покровский и A.È. Хвостов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель московский ордена ленина энергетический институт (54) ВИХРЕТОКОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИНЫ ТРЕЩИН В ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИХ МАТЕРИАЛАХ

Изобретение относится к области неразрушающего контроля злектропроводящих материалов и иэделий и может .быть. использовано для измерения длины развивающихся трещин., в том числе усталостных, например, при испытаниях материалов на механическую прочность. ,Известен преобразователь для измерения усталостных трещин, выполнен-1О

:ный в виде печатных проводников иа лаковом основании(1 .

Однако такой преобразователь имеет низкую надежность и пригоден лишь для однократного применения, 15

Известны накладные вихретоковые преобразователи, содержащие устанавливаемую на поверхности детали протяженную в направлении развития тре-. щины катушку, закрепленную на подложке Pj.

Точность измерения снижается этими преобразователями вследствие мешающего влияния изменений электрических и магнитных свойств объекта контроля.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является вихретоковый преобразователь для измерения длины трещин в злектропроводящих материалах, содержащий 4ieppoмагнитный трехстержневой сердечник, возбуждающую обмотку, размещенную на среднем стержне, и соединенные между собой последовательно встречно измерительные обмотки размещенные

«а боковых евер««««13 .

Низкая точность измерения длины трещин таким преобразователем объясняется тем, что при большой длине измеряемой трещины увеличивается мешающее влияние изменений электрических и магнитных свойств объекта контроля.

Цель изобретения состоит в повышении точности измерения длины трещин.

Это достигается тем, что сердечник набран из разделенных электропроводящими прокладками полуколец, установленных двумя прилежащими друг к другу рядами, а средний стержень образован чередующимися концами полуколец обоих рядов.

На чертеже показан преобразователь, общий вид.

Ферромагнитный трехстержневой сер-. дечник 1 набран из разделенных электропроводящими прокладками 2 полуколец 3, установленных двумя прилежащими рядами. На среднем стержне 4, образованном чередующимися концами полуколец обоих рядов, размещена воз буждающая обмотка 5. На боковых стержнях 6 и 7 размещены соединенные между собой последовательно встречно изме.рительные обмотки 8 и 9 соответственно.

Работает преобразователь следующим ,образом.

По Возбуждающей обмотке 4 пропускается переменный ток. Преобразова- 10 тель размещается так, тобы его средний стержень 4 располагался вдоль направления развития трещины.10. В контролируемом материале 11 под каждым из тех полуколец, под которым 15 нет трещины, возникают вихревые токи, контуры которых практически.совпадают .с периметром сечения кольца, Вихревые токи ослабляют магнитный поток, проходящий по каждому из полуколец.

Как только развивающаяся трещина попадает под какое-либо полукольцо, ..она разрывает контур вихревых токов, в результате чего возрастает магнитный поток, проходящий в данном полукольце. Этот магнитный поток наводит

ЭДС в одной из секций измерительной обмотки. В другой секции в этом случае нет ЭДС, поскольку магнитный поток в соседние кольца не проходит благодаря наличию электропроводящкх прокладок. Толщина этих прокладок должна быть выбрана большей глубины проникновения в них электромагнитного поля рабочей частоты.

По мере увеличения длины трещины ЭДС секции измерительной обмотки увеличивается. Как только трещина попадает под соседнее полуколько, возникает ЭДС во второй секции, которая, вследствие встречного включения сек- 40 ций компенсирует первую ЭДС н уменьшает выходной сигнал преобразователя до нуля в тот момент, когда трещина расположится точно под двумя полукольцами. 45

Таким образом, при увеличении длины трещины выходной сигнал будет периодически увеличиваться и уменьшаться. Это дает возможность измерять длину трещины сразу в цифровой форме, определяя число экстремумов выходного сигнала.

Компенсация ЭДС различных секций обмоток осуществляется магнитными потоками двух соседних полуколец. Эти магнитные потоки определяются свой ствами близко расположенных участков объекта контроля, что уменьшает влияние неоднородности этих свойств. Этим достигается уменьшение влияния мешающих параметров, что повышает точность контопля.

Дополнительно точность может быть повышена путем уменьшения толщины колец.

Применение предложенного преобразователя увеличивает точность измерения длины трещин и за счет этого позволяет повысить достоверность определения характера разрушения материала.

Формула изобретения

Вихретоковый преобраэователь для измерения длины трещин в электропроводящих материалах, содержащий Ферромагнитный трехстержневой сердечник, возбуждающую обмотку, размещенную на среднем стержне, и соединенные между собой последовательно встречно измерительные обмотки, размещенные

:на боковых стержнях, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности измерения, сердечник набран из разделенных электропроводящими прокладками полуколец, установленных двумя прилежащими друг к другу рядамн, а средний стержень образован чередующимися концами полуколец обоих рядов.

Источники информации, принятые ва внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

Ф 182385, кл. 01 В 7/20, 19б5.

2. Касимов Г.A. и др. Контроль роста трещин накладным вихретоковым преобразователем. Тезисы докладов второй Всесоюзной межвузовской конференции по электромагнитным методам контроля материалов и изделий, РПИ, Рига, 1975, с.101.

3. Духанин A.M.,Î развитии электромагнитной толщииометрии. Неразрушающий контроль электромагнитными методами, Сборник 2 ИДНТП им. Дзержинского, М. 1971, с.113.

Ф I

Составитель Н.Долгова

Техред Н.йидрейчук Корректор С.Гарасиняк

Редактор Л;Народная

Заказ 4060/42 Тираж 1112 Подписное

ЦИНИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4