Магнитоанизотропный преобразователь механических напряжений

(% (1) щ 6 01 В 7/24 УДАЗСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ЛАМ ИЗОЬРЕТЕНИЙ ИОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТН АВТОРСКОМУ СВМДЕП:ЛЬСТВУ сследоватики и гидгиитоупругиев, "Техни 90 цельюьностнехти,.а оси льство СССР24, 977(46) .23.04.84. Бвл. В (72) И,А Херхеулидзе (71) Грузийский научнотельский институт знерге ротехнических сооружений (53) 531.78.2(088.8) (56) 1. Гуманвк М.Н, Иа датчики в автоматике. К ка 1, 1972, с. 160, рис2. Авторское свидете Ф 641271кл. С 01 В 7/ (прототип).(54) (57) МАГНИТОАНИЗОТРОПНЬЙ П ЕОВРАЗОВАТЕЛЬ ИЕХАНИЧЕСКИХ НАПР ЖЕ,НИЙ, содержащий корпус из немагнитного материала, электрод, установленный в корпусе, и четыре измерительные обмотки с одинаковым числом витков, размещенные в корпусе сим" метрично вокруг электрода и соединенные последовательно, а каждая с соседней - встречно, о т л и - ч а в щ и й с я тем, что, с повышения удельной чувствител на один виток обмоток, оси вс обмоток установлены в плоскос перпендикулярной к электроду, ух соседних обмоток взаимно перндикулярны,Изобретение относится к техникеизмерений. механических напряжений,а именно, к устройствам, использующим магнитоупругий эффект, и можетприменяться для.исследования напряженного состояния деталей и конструкций из ферромагнитных материалов.Известен магнитознизотропный преобразователь механических напряжений, содержащий корпус из немагнит.його материала, электрод, установленный в корпусе, и четыре измерительные обмотки с одинаковым чис-.лом витков, размещенные в корпусе 15симметрично вокруг электрода и соединенные каждая с соседней встречно,Обмотки установлены торцами в однойплоскости, а осями - параллельноэлектроду Я .Чувствительность такого преобра-,зователя оказывается невысокой,При отсутс 1 вни механических напряжений выходной сигнал преобразователя не равен нулю. Это объясняется 25имеющейся обычно электрической илигеометрической асимметрией обмотокилн же асимметрией. растекания рабочего тока с электрода по контроли/руемому материалу. Наличие такогоначального сигнала делает неразличимыми на его Фоне малые приращения полезного сигнала, возникающие подвоздействием малых измеряемых механических напряжений,Наиболее близким к изобретению является магнитоанизотропный преобразователь механических напряжений, содержащий корпус из немагнитного40 материала, электрод, установленный в корпусе, и четыре измерительные обмотки с одинаковым числом витков, размещенийе в корпусе симметрично вокруг электрода и соединенные по. 45 следовательно, но каждая с соседней встречно. Обмотки установлены торцами в одной плоскости, а осями - параллельно электроду. Преобразователь снабжен элементом регулировки начального сигнала, выполненного в виде ферромагнитного винта,. установленного в корпусе параллельно торцам обмоток между двумя соседними ихг .55Однако удельная чувствительностьтакого преобразователя на один витокобмоток остается недостаточной. Целью изобретения является повышение удельной чувствительности наодин виток обмоток,Указанная цель достигается тем,что в магиитоанизотропном преобразователе механических напряжений,содержащем корпус из немагнитцогоматериала, электрод, установленныйв корпусе, и четыре измерительныеобмотки с одинаковым числом витков,размещенные в корпусе симметричновокруг электрода и соединенные последовательно, а каждая с соседней - встречно, оси всех обмоток установлены в плоскости, перпендикулярной к электроду, а оси двухсоседних обмоток взаимно перпендикулярны.При таком расположении измерительных обмоток сигнал на них наводится не только за счет анизотропиирабочего электрического тока, растекакицегося с электрода в материаледетали, но также и за счет аниэотропии тока в самом электроде. В результате этого чувствительность преобразователя увеличивается.На фиг. 1 показан магнитоанизотропный преобразователь, разрез;на Фиг. 2 - то же, поперечное сечение,Иагиитоаниэотропный преобразователь механических напряжений содержит корпус 1 из немагнитного матечриала, электрод 2 установленныи вкорпусе 1и четыре измерительныеобмотки 3 с одинаковым числом витков, размещенные в корпусе 1 симметрично вокруг электрода 2 и соединенные последовательно, но каждаяс соседней - встречно. Оси всехобмоток 3 установлены в плоскости,перпендикулярной к электроду 2, аоси двух соседних обмоток взаимно .перпендикулярны, Электрод 2 (фиг.1)снабжен цилиндрической пружиной 4,обжимающей его от крышки 5 корпуса 1.Иагнитоанизотропный преобразователь работает следующим обраэом.Его закрепляют на поверхностидетали торцом корпуса 1, ориентируя оси обмоток 3 по ожидаемому направлению главных механических напряжений, При этом электрод 2 прижимается к поверхности детали силойпружины 4.Второй электрод (не показан) также прикрепляют к поверхности детали1087769 на расстоянии, не меньшем, чем удвоенньй диаметр корпуса, от первого электрода 2. Зажимы обоих электродов присоединяют к источнику пере" меккого тока, а зажимы 6 соединенных последовательно обмоток 3 в . к измерительному прибору (не показан),При отсутствии механических напряжений переменный ток с электрода 2 растекается по материалу детали 1 О изотропко, образуя однородное изотропное магнитное поле в околоэлект родном пространстве. Силовые линии поля представляют собой концентрические окружности с центром на оси. 15 электрода 2. Это магнитное поле наводит в каждой обмотке 3 электрический сигнал одной величины. Однако за счет попарно встречного включения .соседних обмоток 3 общий сигнал 20 на зажимах 6 всех последовательно соединенных обмоткак 3 равен нулю.При появлении механических на- пряжений в материале детали появляется аниэотропия магнитной проница емости. Направления для наименьшей и наибольшей магнитной проницаемости материала детали совпадают с взаимно перпендикулярными направлениями главных механических напряжений. В свя эи с этим появляется и анизотропия растекающегося от электрода 2 токаф больший ток течет в направлении с наименьшей проницаемостью, а меньший - в направлении с большей прони"55 цаемостью. Магнитное поле в околоэлектродном пространстве становитсянеоднородным; анизотропным; большев области большего тока, меньше вобласти меньшего тока, По этой причине в соседних обмотках 3 сигналыоказываются неодинаковыми а общийсигнал на зажимах 6 с учетом попарновстречного включения обмоток 3 - отличным от нуля и пропорциональнымизмеряемым механическим напряжениям. Анкзотропное магнитное поле от переменного тока, растекающегося с электрода 2 по детали, взаимодействуя с током, протекающим по электроду 2, вызывает такую же анизотропию тока в самом электроде 2, В свою очередь анизотропия тока в электроде 2 усиливает аниэотропию магнитного поля в околоэлектродном пространстве, а это приводит к увеличению. сигнала ка зажимах 6 соединенных последовательно обмоток 3.Предложенная установка обмоток 3, когда их оси оказываются лежащими в плоскости, перпендикулярной к оси электрода 2, и для двух соседних обмоток 3 взаимно перпендикулярными, позволяет повыскть удельную чувствительность на один виток более чем в 2 раза.Использование таких магнитоанизотропных преобразователей благодаря их высокой чувствительности позволяет повысить точность результатов измерений механических напряжений. ВНИИПИ Заказ 2639/34Тираж 587 Подписное филиал ППП "Патент",г. Ужгород, ул. Проектная, 4