Индукционный датчик

СОЮЗ СОВЕТСКИХСО 1.1 ИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК136883 1)4 С О 1 оо с1тИС ОБРЕТЕН ЕЛЬСТВУ 1 ь С.И,КоршаковскийМ.Матусевич 88,8)идетельсено СССР 1 Н 33/00, 1980. етельство СССР 1 И 27/12, 1973. свид АТ оя к эожет ия магнитнь мет да ихс ижущ Цель 1 зобреите о ампличен ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ А ВТОРСКОМУ СВИ(54) индукционный д чи (57) Изобретение относи измерительной технике и использовано для измере потоков при бесконтактн обнаружения дефектов в электропроводных средах тения - повьппение чувст достигается эа счет уве туды формируемого сигнала в индукционном датчике. Для этого индукционный датчик включает в себя магнитопровод 1, выполненный иэ магнитомягкого материала в виде ячеистой структуры. В каждой ячейке установлен постоянный магнит 2. На внешней поверхности магнитопровода размещена измерительная катушка 3, подключенная к осциллографу 4. При движении контролируемого проводящего иэделия 5 в основном магнитном поле б создается вихревой ток 7, возбуждающий вторичное магнитное поле 8, изменение потока магнитной индукции которого фиксируется измерительной катушкой 3.Ф Ячеистая структура магнитопровода является более эФфективной для передачи Я вторичного магнитного поля к катушке 3 при тех же размерах индукционного С датчика. 1 ил.1 3Изобретение относится к электроизмерительной и испытательной техникеи может быть применено для измерениямагнитных потоков при бесконтактныхетодах обнаружения дефектов в движущихся электропроводных средах.Целью изобретения является повышение чувствительности за счет увеличения амплитуды формируемого сигналав индукционном датчике.На чертеже представлена схемаиндукционного датчика.Индукционный датчик включает магнитопровод 1, выполненный из магнитомягкого материала в виде ячеистой,например сотовой, структуры с толщиной стенки 8 . В каждой ячейке установлен постоянный магнит 2, имеющийв сечении форму ячейки с максимальным линейным размером поперечногосечения ячейки О. На внешней поверхности магнитопровода размещена измерительная катушка 3, подключеннаяк электроизмерительному прибору 4,например осциллографу.Индукционный датчик работает следУющим образом,При движении контролируемого проводящего иэделия 5 со скоростью Чв основном магнитном поле б, создаваемом постоянными магнитами 2, в изделии возникает вихревой ток 1. Последний дает вторичное магнитное поле 8, изменение потока магнитной индукции которого фиксирует измерительная катушка 3.При изменении величины вихревоготока, вызванном изменением состоянияперемещаемого со скоростью Ч иэделия5 (геометрии, температуры, механической целостности), магнитный потоквторичного поля 8 через катушку 3 меняетея, При этом в катушке 3 возникает сигнал электромагнитной индукции,что фиксируется электроизмерительнымприбором Величина индукцированного в катушке 3 электрического сигнала и чувствительность индукционного датчика определяются величиной изменяющегося магнитного потока вторичного магнитного поля в области расположения витков катушки 3,Величина индукции первичного магнитного поля б В, на расстоянии г от постоянного магнита определяется (для одной ячейки) следующим образом:68830 ЫВ иа сг Б Вг(1, 1 -=)ска 4(т4 цг где лярный потенциал созданногомагнитного поля;намагниченность магнита и 1110 где а - коэффициент, зависящий от 30 геометрии сердечника, величина которого меняется в пределах 0,5-1,0.Тогда индукция магнитного поля Всоздаваемого постоянным магнитом,составляет35 В, = -- (8 - а ), (3) ио 1 т 82 ф 47 г Б,При Ч = сопвс вихревой ток 1В- В . В этом случае поток ф вторичО40 ного магнитного поля, созданного вихревью током через витки катушки 3,пропорционален величинеф в (Б - а )(Б + р Б ) (4)И 1 524Tг1 21 45где и. - магнитная проницаемость магнитомягкого материала магнитопровода,Выражение (4) показывает, что вторичное магнитное поле в область катушки передается в основном черезслой ячеистой структуры магнитопровода. При р я 1 выражение для фможно написать в виде 55(5) Величина зависит от соотношения площадей поперечного сечения маг магнитопровода соответственно;БЯ - площадь поперечного сечениямагнита и магнитопровода для одной ячейки соответственно, 15 р, - магнитная постоянная.Намагниченность 1, определяетсясвойствами магнитотвердого вещества, иэ которого изготовлен постоянный магнит 2, и является постоянной вели чинойНаправление намагниченностимагнитопровода из магнитомягкого материала, окружающего постоянный магнит, противоположно направлению намагниченности постоянного магнита, 25 Величину 1, можно оценить как(6) где 1 - толщина стенки ячейки, 0 - максимальный линейный размер поперечного сечения ячейки. 0,15-0,30,Составитель В,Шульгин Техред И,Попович Корректор О.Кундрик Редактор И,Шулла Заказ 288/48 Тираж 772 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5.Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 з13 нитопровода и магнита, Максимальное значение Ф имеет место при выполнеБ 1нии условия=. Последнее выбаражение для линейных размеров поперечного сечения ячейки можно переписать с учетом разброса коэффициента а как Таким образом, ячеистая структура магнитопровода является более зффектинной для передачи вторичного магнитного поля к измерительной катушке при тех же размерах индукционноГо датчика. 68830формула изобретенияИндукционный датчик, содержащийпостоянный магнит, магнитопронод иэмагнитомягкого материала и измерительную катушку, расположенную навнешней поверхности магнитопровода,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения чувствительности.магнитопровод выполнен в виде ячеистойструктуры, постоянный магнит выполненв виде отдельных стержней с длиной,равной длине магнитопровода, размещенных в каждой ячейке магнитопровода,а отношение толщины стенки ячейки кмаксимальному линейному размеру поперечного сечения ячейки составляет 20где д - толщина стенки ячейки;Э - максимальный линейный размерпоперечного сечения ячейки.