Электромагнитный преобразователь

(50 4 С 01 И 27/90 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯАВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ СССР1982.ЗОВАТЕ конти можетмагнитачества ности и я.пре ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(57) Изобретение относится крольно-измерительной техникебыть использовано для электрного нераэрушающего контроляферромагнитных изделий, Цельтения - повышение чувствителдостоверности контроля за счпенсапии начального напряжен образователя. Преобразователь состоит иэ намагничивающей катушки 1,встречно включенных измерительной икомпенсационной катушек 2 и 3, переменных резисторов 4 и 5, переменногоконденсатора 6 и переключателя 7При установке переключателя 7 в положение а осуществляется компенсацияначального напряжения преобразователябез изделия или с коротким изделием,а в положении о - компенсация начального напряжения преобразователяс протяженным изделием. Компенсацияосуществляется регулировкой сопротивлений резисторов 4 и 5 и емкости конденсатора 6. 2 ил,Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может бытьиспользовано для электромагнитногонеразрушающего контроля качества фер 5ромагнитных деталей,Целью изобретения является повышение чувствительности и достоверностиконтроля за счет компенсации начального напряжения преобразователя иизменения конструкции преобразователя.На фиг.1 представлена электрическая схема электромагнитного преобразователя; на фиг.2 - расположение катушек преобразователя.Электромагнитный преобразовательсодержит размещенную на каркасе намагничивающую катушку 1, измерительсную катушку 2 и компенсатор, включающий компенсационную катушку 3, последовательно соединенные переменныерезисторы 4 и 5, переменный конденсатор 6 и переключатель 7Компенсационная катушка 3 расположена на торцо. 25вой части каркаса намагничивающейкатушки 1 соосно с ней и подключенапоследовательно-встречно к катушке 2,размещенной в центральной части катушки 1. Конденсатор 6 подключен одним концом к точке соединения резис.торов, являющейся одним выходом преобразователя, а другим концом - кобщему контакту переключателя 7, двадругих контакта которого подключенык выводам катушки 3, вторым выходомпреобразователя является свободныйконец измерительной катушки 2.Электромагнитный. преобразовательработает следующим образом. 40Компенсация начального сигналаизмерительной катушки 2 (без детали)производится при верхнем положениипереключателя 7, когда конденсатор 6подключен параллельно переменномурезистору 4, т,е, когда КС-цепь создает опережающий фазовый сдвиг. Таккак ЭДС измерительной и компенсационных катушек 2 и 3(без испытуемойдетали) находятся в противофазе, компенсация выходного напряжения преобразователя до достаточно малых уровней осуществляется регулировкой переменных резисторов 4 и 5 (без конденсатора), однако полной компенсациидостичь невозможно, так как вследствие неидентичности катушек всегдаимеется незначительный фазовый сдвиг.Подключая переменный конденсатор 6 параллельно переменному резистору 4 и регулируя его величину, компенсиру. ют выходное напряжение до нулевого значения.Условия полной компенсации выходного напряжения преобразователя имеют вид: К,М 2К + ----- =К ( -- 1),э 1+С 2 К 2М,СК5 1.ш 2 С 2 К 2где 1 К - индуктивность и сопротивф 2ление компенсационной катушки 3;К 4- сопротивления резисторов4, 5;С - емкость конденсатора 6;И - частота напряжения питания преобразователя;М, - взаимная индуктивностьнамагничивающей 1 и измерительной 2 катушек;М - взаимная индуктивностьнамагничивающей 1 и компенсационной 3 катушек.Когда в преобразователь помещаетсякороткая испытуемая деталь (торцыдетали не выступают за пределы намагничивающий катушки), компенсацияосновной гармоники выходного напряжения осуществляется по прежней схемесоединения элементов компенсатора,При помещении в преобразовательдлинной испытуемой детали (деталь выступает за пределы намагничивающей икомпенсационной катушек) указаннаясхема соединения элементов компенсатора не обеспечивает балансировку основной гармоники выходного сигналадо нулевого уровня. Это объясняетсятем, что измерительную и компенсационную катушку пронизывает общий магнитный поток, проходящий по детали,и между ними возникает индуктивнаясвязь. Б этом случае первое условиепо-прежнему выполняется, а второеусловие изменяется и имеет вид СК 222- ьМ, 1+2 С 2 К 2 фгде М- взаимная индуктивность изме 3рительной 2 и компенсационной 3 катушек,Из этого выражения следует, что при выполнении условияз 135 осуществляется компенсация преобразователя и с протяженным изделием, а при нарушении данного условия компенсация преобразователя при установке переключателя 7 в положение а невозможна,Подключая переключателем 7 переменный конденсатор 6 параллельно переменному резистору 5, получаем цепь с отстающим фазовым сдвигом, которая позволяет осуществить компенсацию основной гармоники выходного напряжения преобразователя до нулевого уровня. При этом условия компенсации имеют вид:К М К +К =. ---- ( - 1) з е 1,СУ И фММ СК ИаЬ= ----- - - ( - -1)м 1 1+Я 2 С 2 к, МТаким образом, с помощью рассматриваемой схемы включения элементов компенсатора осуществляют компенсацию выходного напряжения преобразователя до нулевого уровня, причем при любой схеме включения компенсатора должно соблюдаться условие МИ.Если в электромагнитный преобразователь при установке переключателя 7 в положение 3 поместить короткую деталь, то условия компенсации будут следующими:К +К ---- (Ку М1)3 Ф 1.(2 С 2 К 2ФСК 2 МтЬ= --- -(1- - )3 1ц 2 С 2 К 2Если принять М /М, т 1, то выполня ется первое из этих условий и не выполняется второеПри И /М, с 1 выполняется второе условие и не выполня 5921ется первое. Следовательно, при установке переключателя 7 в положение 8 преобразователь не может быть скомпенсирован с короткой деталью.Преобразователь при существеннойпростоте и надежности позволяет осуществлять контроль как в области слабых, так средних и сильных магнитных 10 полей без применения эталонных деталей,формула изобретенияЭлектромагнитный преобразователь, 1 Б содержащий размещенную на каркасенаиагничивающую и измерительную катушки и компенсатор, включающий компенсационную катушку и КС-цепочку изрегулируемых элементов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности и достоверности контроля, он снабжен переключателем, компенсационная катушка расположена на торцовой части каркаса 25 намагничивающей катушки соосно с нейи подключена последовательно-встречно к измерительной катушке, размещенной в центральной части намагничиван щей катушки, КС-цепочка выполнена в ЗО виде подключенных параллельно компенсационной катушке двух последовательно соединенных переменных резисторов и переменного конденсатора, подключенного одним концом к точке соединения резисторов, являющейся одним выходом преобразователя, а другим концом - к общему контакту переключателя, два других контакта которого подключены к выводам компенсационной 4 О катушки, а вторым выходом преобразователя является свободный конец измерительной катушки..ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграФическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4