Магнитоупругий датчик механических напряжений
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советски л
Соцналнстмческмл, Ресттублнк ii)922502 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 080480 (21) 2906938/25-28 (51) М. Кл. с присоединением заявки №вЂ”
G 01 В 7/24
1Ъеударетиииы% кемитет
СССР до делам изебретеиий и открытий (23) Приоритет
Опубликовано 230482. Бюллетень № 15
Дата опублнкования описания 230482 (53) УД 531 781..2(088.8) В. Ф. Новиков, Е. В.. Долгих и 8. А. Изосимов
1 (72) Авторы изобретения
Тюменский индустриальный институт (71) Заявитель им. Ленинского комсомола (54) ИАГНИТОУПРУГИЙ ДАТЧИК МЕХАНИЧЕСКИХ
НАПРЯЖЕНИЙ
Изобретение относится к измеоительной технике, в частности к магнитоупругим датчикам и может быть использовано для измерения механических напряжений в ферромагнитных материалах.
Известны магнитоупругие датчики механических напряжений, содержащие магнитопровод с намагничивающей и измерительными обмотками. Эти. датчики накладываются на исследуемую конто струкцию. Они калибруются по заранее выбранному эталону и основаны на использовании зависимости величины магнитной анизотропии от приложенных напряжений (1). т5
Однако эти датчики не обеспечивают достаточной точности измерений при измерении механических напряже-. ний, так как в различных участках металлоконструкций, вследствие различной магнитоупорной чувствительно" сти, могут иметь место неодинаковые показания при одних и тех же напряжениях. При этом необходимо датчик каждый раз заново калибровать.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является магнитоупругий датчик механических напряжений, содержащий магнитопровод с намагничивающей и измерительными обмотками, ультразвуковой излучатель, размещенный между полюсами магнитопровода и индукционную катушку, охватывающую ультразвуковой излучатель(23
Однако этот датчик также не обеспечивает достаточной точности измерения вследствие отсутствия надежного акустического контакта при возбуждении калиброванного механического напряжения.
Цель изобретения - повышение точности измерения без предварительной калибровки в изделиях с различной чистотой обработки поверхности.
Цель изобретения достигается тем, что магнитоупорный датчик снабжен концентратором акустических колеба3 922 ний. выполненным в виде стержня переменногр сечения, охватываемого индукционной катушкой, один конец которого жестко связан с изпучателем, а другой выполнен со сферической или конической поверхностью.
На фиг. 1 изображена блок-схема датчика; на фиг, 2 — его принципиальная схема.
Магнитоупругий датчик содержит магнитопровод 1, выполненный в виде двух П-образных частей, расположенных крестообразно, на которых размещены намагничивающие обмотки 2 и 3 и измерительные обмотки 4 и 5. Между полюсами магнитопровода 1 размещен ультразвуковой излучатель 6, подключенный к генератору 7. Датчик снабжен концентратором 8, который выполнен в виде стержня переменного сечения, охватываемого индукционной
1катушкой 9, один конец которого жест ко связан с излучателем 6, а другой выполнен со сферической или кониче, ской поверхностью.
Полюса магнитопровода 1 расположены у поверхности гроверяемого изделия 10 взаимно перпендикулярно друг к другу. Измерительные обмотки 4 и 5 соединены так, что возникающие в них ЭДС компенсируют друг друга. Индукционная катушка 9 содержит большое число витков и напряжение с нее через переключатель 11 подается на измерительный прибор 12. Переменное сопротивление 13 подключено к измерительным обмоткам 4 и 5.
Датчик работает следующим образом.
Он помещается на выбранное место дстали 10, .включается1 генератор 7, питающий ультразвуковой излучатель
6 и переключателем 11 включается постоянный ток в одну из намагничивающих обмоток 3. При некотором токе в намагничивающеи обмотке 3 ЭДС, возникающая в индукционной катушке
9, достигает максимума, Значение этой. ЗДС при постоянной амплитуде колебаний излучателя 6 является мерой магнитоупругой чувствительности. Затем генератор 7 выключается и намагничивающие обмотки 2 и 3 подключаются к источнику переменного тока. Переменным сопротивлением 13 при ненагруженном эталонном образце устанавливается нуль датчика. После этого образец нагружается. Вследствие появившейся в металле магнитной анизотропии. вызванной упругими
502 напряжениями, происходит разбаланс в измерительных обмотках 4 и 5 и на выходе датчика появляется ЭДС.
Измерение напряжений в любой ферромагнитной конструкции определяется путем наложения настроенного датчика на выбранное место. При этом измеряемое механическое напряжение определяется по формуле:
10 б=ке о где 5 - измеряемое механическое напряжение в металлоконструкции;
Я - ЭДС на выходе датчика при
15 приложенном напряжении;
0 ф - ЭДС в индукционной катушке эталонного и испытываемого образца соответственно;
It, - коэффициент пропорциональности, определяемый с помощью эталонного образца.
Устройство позволяет применять магнитоупругие датчики для измерений без их предварительной лабораторной калибровки по конкретным видам стали, т.е..дает возможность использовать датчики такого типа не только в лабораторных условиях, но и в производстве.
30 формула изобретения
Магнитоупругий датчик механических напряжений, содержащий магнито3S провод с намагничивающей и измерительными обмотками, ультразвуковой излучатель, размещенный между полюсами магнитопровода,, и индукционную катушю ку, отличающийся тем
1 что, с целью повышения точности измерения без предварительной калибровки s изделиях с различной чистотой обработки поверхности, он снабжен концентратором акустических ко4S лебании, выполненным в виде стержня переменного сечения, обхватываемого индукционной катушкой, один конец которого жестко связан с излучателем, а другой выполнен со сферической или конической поверхностью.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
М 355487, кл. G 01 В 7/24, 1970.
2. Авторское свидетельство СССР 714180, кл. G 01 L 1/12, 1978 (прототип).
922502
Составитель О. Мельников
Редактор Л. Гротилло Техред E.Õàðèòoí÷èê Корректор А. Гриценко
Заказ 2555/52 Тираж 614 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-25, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная,4
