Магнитошумовой преобразователь

ой физики АН БСС ч, Ю.Б. Денкевич льство ССС27/83, 198434976,л,ГНИТОШУ ано на эффекте Бартройствам для изме- магнитных величин и ано в машиностроего контроля изделий рромагнитных матеИзобретение осн ена, относится к я электрических т быть использо ля неразрушающ ной формы из ф(54) ТЕ (57) кга рен мони 07.02.93, Бюл, й 5 Институт приклад В,Л, Венгринови Бондарчик Авторское свидете 087870, кл, 0 01 М Патент США М 46 01 К 27/82, 1987 Й ПРЕОБРАЗОВАМагнитошумовой преобразователь содержит стержневой магнитопровод с концентратором на конце, на который раздельно намотаны перемагничивающая и измерительная обмотки. Площади сечения магнитопровода и рабочего торца концентратора соотносятся как индукция насыщения и индукция поля старта скачков Баркгаузена в материале магнитопровода. При перемагничивании контролируемого изделия магнитный поток концентрируется в области изделия вблизи контакта и вызывает в ней магнитный шум, который регистрируется измерительной обмоткой. Параметры шума позволяют определять напряжения и дефекты в контролируемом изделии. 2 ил.Изобретение относится к измерению эле трических и магнитных величин и может бы ь использовано для неразрушающего контроля структуры, химического состава и т, д, ферромагнитных материалов и изделий из них, особенно в тех случаях, когда необхо имо контролировать изделия сложной фо мы, например шестерни, изделия, соде жащие угловые сварные швы, галтели, внутренние поверхности и т. и,Известен индукционный преобразовател для регистрации скачков Баркгаузена, со ержащий приставной электромагнит, изме ительную обмотку, расположенную на фе ромагнитном сердечнике, который выполнен в виде цилиндра переменного сечеО ния, измерительная обмотка расположена на участке с меньшим основанием, торцовая часть которого размещена в центре экрана, имеющего разрез в плоскости центрального сечения на оси его симмет- рии. Преобразователь такого типа не может быть использован для контроля труднодоступных участков изделий сложной формы а (галтели, впадины, зубья шестерен и т. и.) в связи с большими габаритами, наличием межполюсного пространства.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является преобразователь для реализации метода эффекта Баркгаузена для определения напряжений и дефектов в сталях, содержащий феррито 17793354такого сечения, чтобы индукция магнитного поля в ней была ниже индукции поля старта скачков Баркгаузена, Таким образом, форма ученной с помощью предлагаемого преобразователя (кривая 1) и преобразователя, аналогичного прототипу (кривая 2),вый магнитопровод с намагничивающей об- Преобразователь содержит перемагнимоткой и расположенный в межполюсном чивающуюобмотку 1, которая подключена к пространстве внутри измерительной катуш- генератору 2 переменного тока; измерики подвижный ферритовый сердечник-кон- тельную обмотку 3 индукционного типа, сигцентратор, собственный магнитный шум 5 нал от которой поступает на блок обработки которого менее интенсивен магнитного шу, стержневой магнитопровод 5 переменнома, возникающего в контролируемом изде- го сечения.лии, Контроль криволинейных Преобразователь работает следующим поверхностей достигается за счет подвиж- образом.ности ферритового сердечника по отноше- "О Рабочий торец концентратора магнитонию к полюсам ферритового провода приводится в контакт с участком магнитопровода, контролируемого изделия 6, МагнитопроНедостатком данного преобразователя вод 5 перемагничивается обмоткой 1. Приявляются его большие габариты, обуслов- этом вучастке 7 контрплируемого изделия 6 ленные наличием межполюсного простран возникает неоднородное магнитное поле, ства, что ограничивает возможность достаточное для возникновения скачков контроля труднодоступных участков изде- Баркгаузена, которые регистрируются инлий сложной формы (галтели, впадины, дуктивно связанной с изделием 6 измеризубья шестерен и т, и.).; тельной обмоткой 3 через концентраторЦель изобретения - уменьшение габа магнитопровода 5. Контролируемая областьритов преобразователя определяется участком изделия 6, в которомПоставленная цель достигаетсятем, чтоиндукция поля перемагничивания выше инв предлагаемом устройстве матйитопровод дукции старта скачков Баркгаузена в данвыполненстержневым,один изконцовмаг- ном ферромагнетике, и ее линейные нитопровода имеет переменное сечение и 25 размеры связаны с площадью торцовой чаявляется концентратором, измерительная сти концентратора магнитопровода 5, Дообмотка установленана магнитопроводе" стигаемая при этом локализация области вблизи концентратора и разнесена относи- перемагничивания позволяет существенно тельно перемагничивающей обмотки, а пло- уменьшить габариты.щади сечений магнитопровода и рабочего ЗО Помимо полезного сигнала в индика торца концентратора соотносятся соответ- . торной катушке 3 зозникают паразитныественно как индукция насыщения и индук- шумы, связанные со скачком Баркгаузена в ция поля старта скачков Баркгаузена в концентраторе магнитопровода 5, которые материале магнитопровода. Поскольку в складываются с полезным сигналом, свяконтакт с контролируемым изделием вво занным со скачками Баркгауэена в перемагдитсятолькоодинизполюсовдвухполюсно- ничйваемой области 7 изделия 6. Приго перемагничивающего узла, а не оба измерении спектральной плотности собст- полюса, в случае использования П-образно- венный шум в сердечнике является системаго электромагнита, то имеется возможность тической погрешностью, которую существенно уменьшить габариты участка 40 необходимо уменьшить.преобразователя, контактирующего с конт- Уменьшение интенсивности собственролируемой зоной изделия. Для существен-ных магнитньТх шумов достигается ограни-ного уменьшения интенсйвности чением области магнитопровода, в которойсобственныхмагнитныхшумов,регистриру- могут возникать скачки Баркгаузена, Для емых измерительной обмоткой, выбрана та этого сечение магнитопровода сделано пекая Форма стержневого магнитопровода, ременным. Из условия непрерывности векпри которой площади сечений магнитопро- тора магнитной индукции следует, что водаи рабочеготорцаконцентратора соот- предельную индукцию магнитного поля в носятся как соответственно йндукция контролируемой области можно достичь в насыщения и индукция поля старта скачков 50 том случае, если индукция магнитного поля Баркгауэена в материале магнитопровода. в области контакта концентратора магнитоЙа фиг. 1 приведено схематическое изо-провода и изделия равна индукции насыщебражение магнитошумового преобраэова-ния материала магнитопровода. При этом та теля; на фиг, 2 - график зависимости часть магнитопровода, которая не привоотйосительной спектральной плотности 55 дится в контакт с иэделием, на амплитуду магнитного шумаот величины поверхност- поля в контролируемой области практиченого напряжения в стали ЗОХГСНА, пол- ски не влияет, что позволяет выбрать ее1793354 Составитель А.БондарчикТехред М.Моргентал Корректор Н.Ревск ЗК ак з 501 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва,Ж, Раушская наб 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина магнитопровода выбирается такой, чтобы отн шение площадей сечения магнитопровода и рабочего торца концентратора было равным или большим, чем отношение индукции насыщения и индукции поля старта 5 скачков Баркгаузена в материале магнитопрдвода.В качестве примера на фиг. 2 показаны зав симости относительной спектральной пл ности магнитного шума Р от величины 10 по ерхностного напряжения ов образце из ста и ЗОХГСНА, которые получены при помо и предлагаемого преобразователя (криФормула изобретенияМагнитошумовой преобразователь, содержащий магнитопровод, концентратор, раэ ещенную на магнитопроводе перемагнич вающую и измерительную обмотки, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьше ия габаритов, магнитопровод выполнен сте жневым, один из концов магнитопровода меет переменное сечение и является вая 1) и преобразователя, аналогичного прототипу (кривая 2). При этом магнитоупругая чувствительность преобразователей определяется наклоном касательной в каждой точке соответствующей кривой. Из графиков на фиг. 4 видно, что чувствительности обоих преобразователей сопоставимы. В то же время габариты предлагаемого преобразователя меньше, т. к, его контактная поверхность является однополюсной, что делает возможным контроль труднодоступных участков изделий сложной формы (галтели, лунки и т. д.). концентратором, измерительная обмотка установлена на магнитопроводе вблизи концентратора и разнесена отйосительно перемагничивающей обмотки, а площадка сечения магнитопровода и рабочего торца концентратора соотносятся соответственно как индукция насыщения и индукция поля старта скачков Баркгаузена в материале магнитопро вода,