Преобразователь для измерения магнитной анизотропии ферромагнитных материалов

Союз СоветскииСоциал истическииРеспублик ЛИС ОБРЕ АВТОРСКОМ,06,7 22) Заявлен исоединением заяв Государственный комитет Совета )йинистров СССР по делам изобретений н открытий3) Прно пуб ано 5 45) Лата блико 72) Авторы изобрете А, Матюкевич,Рамейко и В, Л. Фран 71) Заявит еразрушающего контропя АН БССР О из(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНОЙ АНИЗОТРОПИИ ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИЛ ЛОВ ов, а затем одного пзсположенного под углом ого преооразо ое влияние по недостатком извест ется сильное взаим 1 ерительных обмот ачительное увелич ти в одном направл ый поток в этом в другом. Этот недо м общей намагнич трех магнитопрово поток расходится п Лрл имвателя являказаний изкпример, знпроводпмосет магнитиуменьшаетлен наличиеки для всехмагнитный5 правлениям ок, так как, наение магнитной енин увеличиванаправлении и статок обусловиваюшей обмотдов, в силу чего о всем трем паИзобретение относится к контрольно-измерительной технике.Известны преобразователи для измерения магнитной анизотропии, основанные на определении разности магнитной проводимости конт.ролируемого изделия в двух взаимно-перпендикулярных направлениях (1. Они содержат два расположенных под прямым углом один к другому магнитопровода с общей намагничивающей обмоткой и двумя или четырьмя измерительными. Известные преобразователи дают полные сведения об анизотропии контролируемого изделия лишь при повороте преобразователя относительно своей оси симметрии, что затрудняет процесс измерения или делает его невозможным, особенно для изделий с не- плоской формой поверхности.Известны также преобразователи, содержащие три П-образных магнитопровода с обшей намагничивающей и с раздельными измерительными обмотками, расположенными на каждом из трех магнитопроводов, причем два магнитопровода размещены под прямым углом один к другому, а третий расположен под углом 45 или 135 к первым двум 12.Измерение магнитной анизотропии производят с,пела ющим образом. Измеряют разность двух сигналов с взаимно-перпендикулярных магнитопроводвых и другого, ра 45 или 135" к нему.Преобразователь весьма прост в изготовлении и обращении и и оволяет по двум измерениям рассчитывать, например, величину и направление главных напряжений. Однако его показания зависят от зазора и, особенно, перекоса относительно поверхности контролируемого изделия, что вызывается сильным влпянп- О ем зазора на магнитосопротивленпс магнптопровода. Контролировать же перекос плп зазор известным преобразователем невозможно, потому что все три измерительные обмотки в общем случае дают на анизотропном материале разные показания.Кроме того, о степени анизотропии контролируемого .изделия судят по сигналу преобразователя, предварительно протарированного на образце с известной анизотропией, обладающем идентичными магнитными свойствами с контролируемым изделием. Однако разные участки изделия отличаются неоднородностью магннпгных свойств, что вызывает дополнительную, часто очень большую погрешность измерения.Целью изобретения является повышение точ ности измерения путем уменьшения влияния на сигнал преобразователя его перекоса относительно поверхности измеряемого изделия и взаимного влияния измерительных обмоток.Для этого предлагаемый преобразователь снабжен коммутатором, магнитная система выполнена в виде многолучевой крестовины, образованной из П-образных магнитопроволов с общим центральным стержнем в их пересечении, измерительная обмотка размещена на центральном стержне, а намагничивающие обмот ки размещены на каждом из стержней магнитной системы и соединены с коммутатором.На фиг.представлен один из четырех магннтопроводов, а иа фиг, 2 - магнитная система преобразователя, вид снизу.Преобразователь состоит из четырех П-образных магнитопроводов 1 с общим центральным стержнем 2. Возможна конструкция преобразователя и из трех магнитопроводов, однако. тогда несколько усложняется расчет напряженного состояния, например значений глав ных напряжений. Магнитопроводы расположены под одинаковыми углами один относительно другого, На общем центральном стержне размещены измерительная 3 и намвгничивающая 4 обмотки. Измерительная обмотка 3 соединена с индикатором 5, в качестве которого 35 при питании датчика напряжением переменного тока может служить ламповый вольтметр, а при питании его напряжением постоянного тока - баллистический гальванометр или вебер- метр.На каждом из крайних восьми стержней размещены по одной идентичной намагничивающей обмотке 6. Эти крайние намагничивающие обмотки каждого из магнитопроводов периодически коммутируются между собой, обеспечивая при помощи коммутатора 7 то встречное, то согласное включение и соединяются с источником 8 переменного или постоянного тока.Встречное включение необходимо для выявления возможного перекоса датчика относительно контролируемой поверхности. изделия в плоскости данного магнитопровода. При пере косе потоки, создаваемые каждой намагничивающей обмоткой, в силу изменения магнитосопротивления будут неодинаковыми и, в результате, в измерительной обмотке центрального стержня будет наводиться некоторая ЭДС, По величине этого сигнала легко можно судить о степени перекоса и устранять его. Анизотропию измеряют при встречном включении намагничивающих обмоток двух магнитопровоцов, при этом намагничивающие обмотки каждого из магнитопроводов, принимающих учас тие в измерении, соединены согласно. При наличии анизотропии потоки, проходящие через центральный стержень, будут различными для двух направлений расположения данных магнитопроводов. Так как магнитные потоки проходят только через выбранные два направления, взаимное влияние всех остальных магнитопроводов сводится практически к нулю.В случае, если возможно изменение зазора между преобразователем и поверхностью измеряемого изделия, то для его контроля намагничивающая обмотка центрального стержня периодически подключается коммутатором 7 к источнику питания. При этом отключаются все другие намагничивающие обмотки. При изменении зазора меняется и сигнал, снимаемый с измерительной обмотки центрального стержня, величина которого зависит лишь от общего магнитосопротивления контролируемого участка изделия, включая магнитосопротивление за- . зора и, как показали исследования, практически не зависит от анизотропии контролируемого изделия, При известном зазоре, например нулевом, возможен контроль идентичности магнитных свойств измеряемого изделия и эталона.Измерение магнитной анизотропии предлагаемым преобразователем осуществляют следукщим образом.Помещают преобразователь на поверхность измеряемого изделия. Обеспечивают известный зазор между преобразователем и изделием. Подключая питание к намагничивающей обмот ке центрального стержня и отключая все другие намагничивающие обмотки, по величине ЭДС, снимаемой с измерительной обмотки, судят об идентичности контролируемого изделия н предварительно исследованного эталона с известной анизотропией. Включая затем крайние намагничивающие обмотки одного из магнитопроводов встречно и отключая намагничивающую обмотку центрального стержня, регистрируют наличие или отсутствие перекоса преобразователя в плоскости данного магнитопровода, затем второго, третьего и четвертого магнитопроводов. Практически достаточно контролировать возможный перекос в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях,При отсутствии перекоса у всех магнитопроводов крайние намагничивающие обмотки каждого магнитопровода соединяют согласно. Выбирается одной из направлений, т. е. один магнитопровод. Его обмотки включают встречно с обмотками другого какого-либо магнитопровода и измеряют сигнал, снимаемый с измерительной обмотки, Затем поступают аналогично со вторым, третьим и четвертым магнитонроводами. Полученные три результата измерения дают полную характеристику величины и характера магнитной анизотропии контролируемого изделия.Возможность контроля изменения зазора между поверхностью измеряемого изделия и преобразователем, выявления и устранения возможного перекоса преобразователя относительно изделия, выявление участков изделия с магнитными характеристиками, аналогичными предварительно протарированному эталону, и603890 формула изобретения гФиг Фиг г Составитель И. КесоянТехред О. Луговая Корректор И. Гоксии Тираж 1112 Подписное Редактор Э. ПятипрскийЗаказ 206035 ЫН 11 ИПИ Госсирствнного комнта Совта Миитров СССР ш делан нзобретнй н открытий 11 ЗОЗ 5, Москва, Ж-З 5, Раунка наб. д. 4 5 Филиал П 11 П Патнт, г. Ужгород, ул. Прокная, 4отсутствие взаимного влияния магнитопроводов друг на друга значительно повышают точность измерения. Преобразователь для измерения магнитной анизотропии ферромагнитных материалов, содержащий многополюсную магнитную систему и размещенные на ней измерительную и намагничивающие обмотки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения путем уменьшения влияния на сигнал преобразователя его перекоса относительно поверхности измеряемого изделия и взаимного влияния измерительных обмоток, он снабжен коммутатором, магнитная система выполнена в виде многолучевой крестовины, образованной из П-образных магнитопроводов с общим центральным 5 стержнем в их пересечении, измерительная обмотка размешена на центральном стержне, а намагничиваюшие обмотки размешены на каждом из стержней магнитной системы и соединены с коммутатором.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Гуманюк Н. М., Магнитоупругие датчики в автоматике, Киев, 1972, с. 67.2. Авторское свидетельство СССР Мо 373513,кл. С О 1 1. 1/12, 1973.