Электромагнитный преобразователь для измерения длины трещин при усталостных испытаниях деталей

Союз Советских Социалистических Республик(51)М. К . 6 О) В 7/16//С 01 М 27/88 Государственный коюитет СССР но делаю изобретений и открытий( 54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬД 11 Я ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИНЫ ТРЕЩИН ПРИ УСТАЛОСТНЫХИСПЫТАНИЯХ ДЕТАЛЕЙ к Изобретение относится к технике измерения деформаций материалов электромагнитными методами и может быть использовано для измерения длины усталостных трещин в образцах с конструктором механических напряжений.Известен накладной вихретоковый преобразователь для измерения длины усталостных трещин. Он содержит подложку и электрическую измерительную10 обмотку плоской прямоугольной формы, лежащую на подложке. Длина трещины определяется через изменение индуктивности обмотки (1 .Однако изменения,индуктивности, 15 вызванные трещиной, могут зависеть не только от длины трещины, а также от электромагнитных свойств материала детали и их изменений, происходящих в зоне трещины при усталостном разрушении, поэтсму точность результата измерений оказывается невысокой, что является недостатком рассмотренного преобразования.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является электромагнитный преобразователь для измерения длины трещин при усталостных испытаниях деталей. Он содержит изоляционную подложку, два электрических 30 2онтакта, закрепленных на подложке, и иэмерительну 1 о обмотку плоской прямоугольной формы, размещенную на подложке по одну сторону от геометрической линии, соединяющей контакт 121 .В указанном преобразователе результат измерения длины трещины хотя и меньше зависит от электромагнитных свойств материала детали и их изменений, но точность результатов измерений остается все же недостаточной.Целью изобретения является повышение точности результатов измерений путем устранения влияния на них электромагнитных свойств материала детали.Цель достигается тем, что электромагнитный преобразователь снабжен несколькими измерительными обмотками плоской прямоугольной формы, установленными на подложке перпендикулярно ее плоскости и параллельно геометри- ческой линии между контактами.При таком выполнении преобразователя выходной сигнал какой-либо одной или двух соседних обмоток будет иметь небольшую величину, если вершина трещины окажется вблизи витков одной или двух обмоток. По положению таких обмоток на подложке можно судить о длине трещины. Независимость691681 фсрмула изобретения положения обмоток с наибольшим сигналом от электромагнитных свойств ма-,териала испытуемой детали обеспечивает повышение точности результатаизмерений.На фиг . 1 показан предложенныйпреобразователь; на фиг. 2 - взаим,5ное расположение трещины и взаимодействующих с ней элементов преобразователя.Электромагнитный преобразователь )Одля измерения длины усталостных трещин содержит изоляционную подложку1, на которой установлены контакты2. На подложке 1 стоят измерительныеобмотки 3 плоской прямоугольной формы.5Они параллельны геометрической линии, соединяющей контакты 2, и перпендикулярны плоскости подложки 1 .Преобразователь устанавливают надеталь 4 так, чтобы контакты 2 расположились симметрично относительно20концентратора 5 механических напряжений, а измерительные катушки 3 оказались в области ожидаемого развитиятрещины 6 и были перпендикулярныожидаемому направлению трещины.25.Электрические контакты 2 подключаютк источнику переменного тока частотой,:обеспечивающей малую глубину проникновения тока в деталь по сравнению сглубиной ожидаемой трещины. Затемдеталь 4 нагружают циклической нагрузкой.При образовании в детали 4 трещиныб ток между контактами 2 потечетвокруг трещины 6 по контуру 7 как З 5показано на фиг. 2.Поскольку развитие трещины б идетперпендикулярно плоскости катушек 3,то боковые участки контура 7 токатакже оказываются перпендикулярными 40плоскости катушек 3. В результатеэти участки контура 7 не наводят ЭДСна измерительных обмотках, Но там,где ток огибает вершину трещины б,контур 7 имеет участок параллельный 45иэмерительньм обмоткам 3 . Этотучасток будет наводит ЭДС практически лишь на нижние части ближайших кнему йзмерительных обмоток . Наибольшую:, ЭДС будет иметь либо одна,либо две соседние обмотки, расположенные непосредственно над вершинойтрещиныПрисоединяя измерительные обмотки 3 поочередно ко входу вольтметра или иного контрольного устройства можно выявить ту одну или две иэ нихР которые обладают наибольшим сигналом. Длина трещины определяется как расстояние от вершины концентратора 5 до обмотки 3 с наибольшим сигналом или же до средней точки между двумя обмотками с наибольшим сигналом .Использование преобразователя позволяет повысить надежность ответственных деталей за счет получения более точных данных о процессах развития усталостных трещин. Электромагнитный преобразователь для измерения длины трещин при усталостных испытаниях деталей, содержащий изоляционную подложку, два электрических контакта, закрепленных на подложке, и измерительную обмотку плоской прямоугольной формы, размещенную на подложке по одну сторону от геометрической линии, соединяющей контакты, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности результатов измерений путем устранения влияния на них электромагнитных свойств материала Детали, он снабжен несколькими измерптельными обмотками плоской прямоугольной формы, установленными на подложке перпендикулярно ее плоскости и параллельно геометрической линии между контактами. Источники информации, принятыево внимание при экспертизе 1. Касимов Г.А. и др. Контроль роста трещин накладным вихретоковым преобразователем. Тезисы докладов второй Всесоюзной межвузовской конференции по электромагнитным методам контроля качества материалов и изделий; Рижский политехнический институт, Рига, 1975, с. 101.2. Авторское свидетельство СССР 9 557304, кл. 0 01 Н 27/82, 1976691681 ие. 2 Составитель Ю.Востриковедактор Б. Зубистова Техред С.Мигай КорректорГ.Решетни лиал ППП фПатентф, г.ужгород, ул.Проектная,4 Заказ 6200/30 Тираж 866 ЦНИИПИ Государственног по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Рауш