Магнитоконтактный первичный преобразователь

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

< и779946

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 12.1078, (21) 2673403/18-21 с присоединением заявки N9 (23) Приоритет (51)PA. Кл з

33/00

1 осударствеииый комитет

СССР по делам изобретеиий и открытий

Опубликовано 151180. бюллетень Мо 42

Дата опубликования описания 19.11.80 (53) УДК 621.317..44<088.8) (72) Автор изобретения

С A Логинов (71) Заявитель

Московский ордеиа Ленина энергетический институт (54) МАГНИТОКОНТАКТНЫЙ ПЕРВИЧНЫЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к области магнитных измерений и может быть использовано для контроля изменения магнитных свойств ферромагнитных материалов.

Известен магнитоконтактный первичный преобразователь для контроля маг» нитных свойств, содержащий магнито.провод с намагничивающей и иэмерительной обмотками (1). С целью повышения О точности измерения магнитных параметров, первичный преобразователь снаб.жен измерительной обмоткой потока рассеяния.

Известный первичный преобраэова- )5 тель имеет значительную погрешность измерения индукции s исследуемом образце, обусловленную потоком рассеяния .магнитной цепи, а также изменениями поперечного сечения исследуемого об- 2О разца.

С целью повышения точности,контроля в магнитоконтактный первичйый преобразователь, содержащий магнитопровод, намагничивающую и измерительную 25 обмотки, дополнительно введены две измерительные обмотки, а намагничи вающая обмотка выполнена в виде трех секций, включенных последовательно, при этом каждая из дополнительно sac- 3л денных измерительных обмоток расположена между средней и крайней секциями намагничивающей обмотки.

На фиг. 1 представлен первичный преобразователь; на фи r, 2 — преобразователь совместно с исследуемям материалом; на фиг. 3 показано электрическое соединение намагничивающих и измерительных катушек; фиг. 4 — иллюстрирует прнцип работы дополнительной измерительной обмотки; фиг. 5— поясняет. фиксирование частного цикла перемагничивания в условиях измене ния воздушного зазора между электро:магнитами первичного преобразователя и исследуемым материалом.

Магнитоконтактный первичный преобразователь состоит из С-образного магннтопровода 1, трех секций 2, 3, 4 намагничивающей обмотки, двух измерительных обмоток 5 и 6 и двух дополнительных измерительных обмоток

7 и 8. Все три секции 2, 3, 4 намагничивающей обмотки, включены в электрическую цепь последовательно. Намагничивающие секции 2 и -3 включены в электрическую цепь последовательно.

779946.

Намагничивающие секции 2 и 3 включены таким образом, что вектора напряженности магнитного поля 9 и 10 направлены согласно. Вектор напряженности 11 секции 4 намагничивающей обмотки направлен встречно векторам 9 и

10. Вместе с секциями 2 и 3 намагничивающей обмотки наматываются измерительные обмотки 5 и 6. Включены они последовательно и магнитные потоки в (них складываются. То же самое относится и к дополнительным измерительным обмоткам: 7 и 8.

Изменения магнитных параметров стали при усталостном иСпытании наиболее заметны при измерении на частных циклах петель гистерезиса в малых и средних полях. Как известно, фиксировать частный цикл перемагничивания можно либо по максимальной величине намагничивающего поля, либо по максимальной величине индукции или намагниченности. Предлагаемый первичный преобразователь позволяет определять при помощи измерительных обмоток 5 и 6 интегральную величину намагниченности на частном цикле перемагничивания 23 в исследуемом материале, представляющего собой по форме ферромагнитное по" = ЙупроСтранство йри иэмейяюцеися зазоре. Последнее замечание существенно, так как в процессе испытания конст- 3О рукционных сталей, поверхность последних может деформироваться. Дополни-тельные измерительные обмотки 7 и 8 служат для определения момента раз магниченного состояния исследуемого - З материала 12. При приближении первичного преобразователя к исследуемому материалу 12 (ферромагнитному телу), в результате их взаимодействия, длины крайних и средних частей магнитопровода, намагниченные в противопоJ ложнйх н апра влек иях, пер ераспредел яются таким образом, что поток пропорционален магнитодвижущей силе, наведенной в исследуемом материале 12. Это можно псяснить на примере работы пЕр- 45

- вичного преобразователя, выполненного в виде ферромагнитного стержня 13 с двумя встречно включенными намагничивающими обмотками (фиг. 4) . При расположении секций 2, 3, 4 намагни- $Q чивающих обмоток симметрично и при подключении их к источнику тока (на чертеже не показан) векторы намагни чейности "отдельных доменов суммируются и в результате в ферромагнитном у стержне 13 появляется результирующая

"намагниченность и результирующее магнитное давление. Расположение нейтральной зоны с нулевой намагниченнос тью в осевом направлении между двумя областями с результирующей намагниченностью определяется минимумом полной свободной энергии намагниченно го Исследуемого материала 12 .

Wg = Wg.

Так как стержень 13 имеет простую конфигурацию, уравнение (1) можно заменить равенством магнитных сил (j; B) = gradp, где Р— магнитное давление) — плотность молекулярных токов«В — инду кци я; (3 В) — градиент магнитного давл ния.

Считаем стержень 13 однородным в магнитном отношении, и вариационная задача по определению минимума полной свободной энергии примет вид:

Р; В)=(. В, (2)

Т

il1

В дальнейшем принимаем токи 3„и

0 равными д:

Д,-32- э.

П (1 -х); В „ = tl-x, где -П вЂ” периметр стержня; х — длина однородно намагниченного стержня.

Перепишем уравнение (2)

Э Е1 32. 99.

П(-Х) 5"„„ПХ и

Пусть

Фа= Ф .v

Ьи $ И2 Яи

Создадим каким-либо образом (например, путем поднесения к одному иэ концов исследуемого материала 12) в стержне 13 дополнительный магнитный поток

Ф . Воспользовавшись принципом наложения для магнитной цепи, напишем (Ф-Ф ) 3(ФФч) Ф Ф-Ф . „6 f

ng х) .)и пх „А а-м. 21 ф l

Т.е.смещение нейтральной эоны обусловлено дополнительным потоком Ф . В свою очередь, величина Ф пропорциональна магнитодвижущей силе (МДС), наведенной в исследуемом материале

-12; и таким образом при намагниченности исследуемого материала 12, равной нулю, дополнительный поток также будет равен нулю.

С помощью измерительных обмоток 5 и 6 определяется интервальная величина намагниченности, Чтобы показать зто, воспользуемся теоремой о циркуляции вектора Н и запишем общепринятую форму уравнения для тора с зазо ром. В зазор поместим исследуемый. материал.

3 =НД+Н ((Г,ц, -d " )+Н d ",,,где 6 — длина сердечника первичного .преобразователя (на чертежах не показана);

Х„„ — расстояние между электромагнитами первичного пре образователя, т.е. длина зазора (фиг. 2); — длина магнитной силовой линии, проходящей по исследуемому образцу; е =e „++d „, 779946

Перепишем формулу л=н„сi(н -н,)8„„(HS H 1d " где Нв-Н1 = М„и HS-Н = М вЂ” намагниченности.

iJ=H„6+hh„d„„-м d =3 -à3, где 5

2о М

Здесь ь 7 (фиг. 4) величина, равная

МДС и пропорциональная интегральной величине намагниченности M> . Таким образом, первичный преобразователь Я позволяет благодаря вышеописанному соединению секции намагничивающей об:моткй и особому расположению двух доПОлнительных измерительных обмоток однозначно определить на частном цик-.)5 ле перемагничивания МДС исследуемого материала, пропорциональную намагниченности,. а также момент размагниченного состояния исследуемого материала.

Порядок работы преобразоват "ем Ю следующий.

Снимается с первичного преобразователя градуировочная кривая 14. 3атем первичный преобразователь устанавливается на:исследуемый материал;

12. Выставляется ток Л1 . Определяется значение потока по измерительным обмоткам 5 и 6. Определяется по градуировочной кривой 14 значение тока

0„ при измеренном значении потока

Ф . Определяется значение a0 - =0 -3 30

Затем образец размагничивается, полу чаем значение тока Лс . Момент разМагниченного состояния исследуемого

Материала 12 определяем по дополнительной измерительной обмотке 7 и 8. 35

При другом зазоре мы получим новое значение тока Л, при той же самой. .разнице дЭ. При размагничивании получим новое значение тока Лс . Велиэ, Л„, Л, д, д„,доз будут связаны соотношением: с о с - =а с с2 с где д4 и 04з — собственная )коэрцис тивная сила магнитопровода первичного преобразователя, ум1 ноженная, на длину магнитопровода пер .,вичного преобразователя.

Применение предложенного первичного преобразователя позволит за счет повышения достоверности измерения изменения структуры ферромагнитных материалов при усталостном разрушении по их магнитным свойствам определить долговечность деталей, работающих при больших циклических нагрузках и тем самым избежать их поломок в процессе эксплуатации.

Формула изобретения

Магнитоконтактный первичный преобразователь, содержащий магнитопровод, намагничивающую и измерительную обмотки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности.:контроля,, в него дополнительно введены две измерительные обмотки, а намагничивающая обмотка выполнена в виде трех секций, включенных последовательно, при этом каждая из дополнительно введенных измерительных обмоток расположена между средней и крайней секциями,намагничивающей обмотки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ф 333500, кл, G 01 R 33/02, 1972.

779946

Фиг.,7

Составитель Ф.Тарнопольская .

Редактор H.Коляда Техред М.Рейвес . Корректор Б.Григорук

° О М

В 4 4 ЮМ

ЗакаЭ 9333/12 - Тираж 1019 Подписное

ВКИИПЙ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал НПП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Магнитоконтактный первичный преобразователь Магнитоконтактный первичный преобразователь Магнитоконтактный первичный преобразователь Магнитоконтактный первичный преобразователь 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к магнитометрам и может быть использовано для измерения напряженности магнитного поля и вектора магнитной индукции в науке, промышленности, медицине

Изобретение относится к магнитометрам и может быть использовано для измерения напряженности магнитного поля и вектора магнитной индукции в науке, промышленности, медицине

Изобретение относится к магнитометрам и может быть использовано для измерения напряженности магнитного поля и вектора магнитной индукции в науке, промышленности, медицине

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в метрологии и магнитометрии при проведении поверочных и исследовательских работ

Изобретение относится к способам измерения физических свойств ВТСП-материалов

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в устройствах для измерения параметров магнитного поля на основе феррозондов

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к индуктивным датчикам, и может быть использовано для магнитных и линейно-угловых измерений, в дефектоскопии, для обнаружения и счета металлических частиц и тому подобное

Изобретение относится к магнитоизмерительной технике и позволяет в широком диапазоне и с высокой точностью формировать на выходе устройства величину измеряемой магнитной индукции

Магнитоконтактный первичный преобразователь

Наверх