Накладной электромагнитный преобразователь

(19) Ц 1) 27/,90 01 В 7/06 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕЛЬСТВУ ВТОРСКОМУ СВИ(71) Куйбышевский экий институт связиЗЛЕКТРОМАГНИТН 54) НАКЛАДНО РЕОБРАЗОВАТЕ рхн 1 и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(57) Изобретение относится к нераэрушающему контролю и может найти применение для измерения толщины неэлектропроводящих покрытий на линейнопротяженных электропроводящих изделияхсложного профиля, Цель изобретения -повышение точности измерения эа счеториентирования преобразователя параллельно поверхности изделия. Для этого в преобразователь, содержащийвозбуждающую катушку 1, первую, вторую измерительные катушки 2, 3 ипервую, вторую компенсационные катушки 6, 7, дополнительно введены третьячетвертая измерительные катушки 4,5 и третья, четвертая компенсацион-.ные катушки 8, 9, позволяющие установить преобразователь параллельнопове ости цилиндрического иэделия11, л.13576Изобретение относится к неразрушающему контролю и может найти применение для измерения толщины неэлектропроводящих покрытий на линейнопротяженных электропроводящих изделиях сложного профиля в машиностроительной, металлургической и других отраслях промышленности и является усовершенствованием преобразователя по авт, св. Р 1208470.Цель изобретения - повышение точности измерения за счет ориентирования преобразователя параллельноповерхности изделия. 15На чертеже представлена схема накладного электромагнитного преобразователя.Преобразователь для измерения толщины неэлектропроводящих покрытий 20на линейнопротяженных электропроводя"щих изделиях сложного профиля содержит плоскую возбуждающую катушку1 прямоугольной формы, первую измерительную катушку 2,вторую измерительную катушку 3, третью измерительную катушку 4, четвертую измерительную катушку 5, первую компенсационную катушку б, вторую компенсационную катушку 7, третью компенсацион- зоную катушку 8, четвертую компенсационную катушку 9, неэлектропроводящее покрытие 10, толщину Е которогонеобходимо измерить, электропроводящее линейнопротяженное изделие 11сложного профиля, зеркальное изображение 12 рабочей стороны возбуждающей катушки 1, расположенное.на расстояние 2 от поверхности изделий 11.Кроме того, введены следующие 40обозначения:Ь - высота возбуждающей катушки 1,а - высота первой 2 и второй 3измерительных катушекфс - расстояние от рабочей стороны 45возбуждающей катушки 1 до серединыпервой измерительной катушки 2;й - длина первой 2 и второй 3 измерительных катушек;р - расстояние от рабочей сторонывозбуждающей катушки 1 до серединывторой измерительной катушки 3,Возбуждающая катушка 1 расположена нормально к поверхности изделия11 и вдоль него. Первая 2, вторая 3измерительные катушки и первая 6,вторая 7 компенсационные катушки -плоские прямоугольной формы и одинаковы по размерам. Третья 4, четвер 9821 тая 5 измерительные катушки и третья 8, четвертая 9 компенсационные катушки - плоские, прямоугольной формы и одинаковы по размерам. Измерительные и компенсационные катушки 2-8 установлены в одной плоскости с возбуждающей катушкой 1, внутри нее. Первая, вторая, третья и четвертая измерительные катушки 2-5 соответственно установлены вблизи рабочей стороны возбуждающей катушки 1, причем первая измерительная катушка 2 установлена на расстоянии с, а вторая измерительная катушка 3 - на расстоянии р от рабочей стороны возбуждающей катушки 1 и третья и четвертая измерительные катушки установлены симметрично относительно первой и второй. Первая, вторая, третья и четвертая компенсационные катушки 6- 9 соответственно установлены вблизи стороны, противоположной рабочей стороне возбуждающей катушки 1, а третья и четвертая компенсационные катушки установлены симметрично относительно первой и второй. Первая измерительная катушка 2 включена последовательно и встречно с первой компенсационной катушкой 6, вторая измерительная катушка 3 вкЛючена последовательно и встречно со второй компенсационной катушкой 7, третья измерительная катушка 4 включена последовательно и встречно с третьей компенсационной катушкой 8, четвертая измерительная катушка 5 включена последовательно и встречно с четвертой компенсационной катушкой 9. Размеры первой 2 и второй 3 измерительных катушек выбраны из условия лйнейности распределения напряженности магнитного поля в них Размеры третьей 4 и четвертой 5 измерительных катушек, расположенных вблизи углов возбуждающей катушки 1 рядом с ее рабочей стороной, в 5-10 раз меньше размеров первой 2 и второй 3 измерительных катушек. Напряжение первой, второй, третьей и четвертой компенсационных катушек 6-9 соответственно устанавливаются равным напряжению, первой, второй, третьей, четвертой измерительных катушек 2-5 соответственно :при отсутствии поля вихревых токов. Преобразователь работает следующимобразом.При настройке преобразователя в отсутствии объекта измерения - изделия 11, суммарное напряжение, сни- маемое с любой измерительной и соответствующей ей компенсационной ка тушек устанавливается равным нулю. Преобразователь должен быть установлен на объект измерения таким образом, чтобы его рабочая поверхность была параллельна поверхности изделия 11. Установка рабочей поверхности преобразователя параллельно поверхности изделия 11 осуществляется следующим образом. Возбуждающая катушка 1 возбуждает в изделии 11 вихревые 15 токи, которые регистрируются третьей 4 и четвертой 5 измерительными катушками, В том случае, когда напряжения, наводимые вихревыми токами в третью 4 и четвертую 5 измерительные катуш ки равны между собой, считается что преобразователь установлен параллельно поверхности изделия 11. Установка преобразователя по нормали к поверхности изделия 11 осуществляется по наибольшему напряжению, наводимому вихревыми токами в первой 2 и второй 3 измерительных катушках. Можно считать, что вихревые токи наводятся в изделии 11 рабочей (ближней к изделию 11) стороной возбуждающей катушки 1.Для определенкя напряженкй, наводимых вихревыми токами в первую 2 и вторую 3 измерительные катушки, мож но воспользоваться методом зеркальных иэображений и заменить магнитное поле вихревых токов возбуждающей катушки 1 эквивалентным полем ее зеркального изображения 12 в проводящей по- ф верхности изделия 11. Зеркальное изображение 12 параллельно поверхности изделия 11 и расположено на, грасстоянии Е = К - , где К - 45Н + 2 радиус кривизны поверхности линейно- протяженного изделия сложной фор.ы 11. Если Е0,031 Н, то 2, = 2 с погрешностью меньшей О, 1 Е, Для таких толщин покрытия поверхность изделия 11 с погрешностью меньшей 0,1 Е можно считать плоской, т.е. считать отраженное поле как от выпуклых, так и от вогнутых проводящих поверхностей одинаковым, Если высота измерительнойскатушки а ( - + 2 + 2 то можно1) считать, что напряженность магнитного поля выхревых токов з пределах размера изменяется не по гиперболическому закону, а по линейному. Тогда напряжение первой 2, второй 3 измерительных катушек пропорционально напряженности магнитного поля в центре измерительных катушек.и Ж 1 а 1 ьВведем обозначение К -27 Ггде и - число витков измерительнойкатушки,магнитная проницаемость материала изделия П,1 - ток зеркального изображениявозбуждающей катушки 1;ы - круговая частота измерительной катушки.Напряжение, наводимое вихревымитоками в первую измерительную катушКку 2, равно Ч, - , Напря 2 + Л + с1женке, наводкмое вихревыми токами вовторую измерительную катушку 3, равКг Откуда Е + Е2+ 2+р1р г - с 1ПркОр 031 Н Е 7толщина покрытия 10 определяетсяр г - с 72(У с )Эта Формула для определения толщины неэлектрапроводящего покрытияна электропроводящкх линейнопротяженных изделиях сложного профиля темточнее, чем лучше выполняются неравенства Ьа; Х ( 0,031 Н. Алгоритмприбора, работающего с преобразователем, может быть следующим. Сигналы с первой 2 к третьей 3 измерительных катушек проходят на вход блокаизмерения толщины в случае, еслирабочая поверхность преобразователярасположена параллельно поверхностиизделия, т.е. сигналы с третьей ичетвертой измерительных катушек равны между собой.Формула изобретенияНакладной электромагнитный преобразователь по авт. св. М 1208470, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения за счет ориентирования преобразователя параллельно поверхности изделия, он снабжен третьей и четвертой измерительными и третьей и четвертой компенсационными катушкаСоставитель И.КесоянТехред А.Кравчук Корректор А.Обручар Редактор Г,Волкова Заказ 5986/37 Тираж 677 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, Ж, Раущская наб д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 5 1 ми, расположенными в одной плоскости с остальными катушками внутри возбуждающей катушки симметрично с двух сторон первой и второй измерительных и первой и второй компенса 357698вционных катушек соответственно, атретья и четвертая измерительные катушки включены последовательновстречно соответственно третьей и5четвертой компенсационным катушкам.