Устройство для неразрушающего контроля

(59 4 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ21 ) 41 2010725-28 (22) 30.06.86 46) 07.08.88. Бюл. У 29 (72) С,К, Водеников (53) 620,179.142.5.6(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР 9 1291910, кл. О О 1 В 3312, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для определения толщины диэлектрического покрытия на ферромагнитных изделиях в форме пластин и лент, например на ленте электротехнической стали. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства, что достигается за счет обеспечения возможности измерения толщины немагнитного покрытия на ферромагнитном основании. В процессе работы данного устройства между полюсами 11-образных магнитопроводов 1, 3 в зазоре 5 помещают контролируемое изделие б из ферромагнитного материала, Включается источник12 тока, создающий через компенсационную обмотку 4 магнитный поток,синфазный с магнитным потоком, создаваемым источником 11 тока и намагничивающей обмоткой 2. Схема устройства автоматически поддерживает заданную величину потока в магнитопроводе1За счет использования компенсационного принципа работы устройствопозволяет обеспечить возможность получения выходного параметра, пропорцчонального толщине контролируемогопокрытия, т.е. показания индикатора13 контролируемого параметра пропор,циональны толщине диэлектрическогопокрытия независимо от неравномерности толщины ферромагнитного основания, а также изменения его магнитныхсвойств, что способствует повышениюточности измерений и расширяет функциональные возможности устройстства.Изобретение относится к методамйераэрушающего контроля и может бытьИспользовано для определения толщиныдиэлектрического покрытия на ферромагнитных изделиях, выполненных в5виде пластин и лент, например, электроизоляционного покрытия на лентеэлектротехнической стали.Целью изобретения является расши 1 ение функциональных возможностей устройства эа счет измерения толщинынемагнитного покрытия на ферромагнитном основании.на чертеже представлена структур ная схема предлагаемого устройства.Устройство для неразрушающегоонтроля содержит 5-образный магниопровод 1 с намагничивающей обмот, кой 2, второй Б-образный магнитопровод 3 с компенсационной обмоткой 4,установленные торцами навстречу друг Другу с зазором 5, предназначеннымЙля размещения в нем контролируемого изделия 6, измерительную обмотку 25размещенную на первом 11-образноммагнитопроводе 1, расположенный между стержнями 11-образных магнитопроВодов 1 и 3 в зоне рабочего зазора 5 датчик 8 потока, соединенный с ним 30 Индикатор 9 магнитного потока, токо- съемный резистор 10, первый и второй источники 11 и 12 тока, к выходам Которых подключены соответственно намагничивающая и компенсационная обмотки 2 и 4, индикатор 13 контролируемого параметра, вычитающий блок14, подключенный к его входу, второй индикатор 15 магнитного потока, второй и третий вычитающие блоки 16 и 17,40 блок 18 задания потока, блок 19 задания магнитодвижущей силы, .масштаби" .дующий блок 20 и два выпрямителя 21 и 22, при этом измерительная об"мотка 7 через первый выпрямитель 21 подключена к первому входу второго вы- читающего блока 16, второй вход которого соединен с выходом блока 18, а выход второго вычитающего блока 16 соединен с управляющим входом первого источника 11 тока, второй выпрямитель 22 входом соединен с намагничивающей обмоткой 2 и токосъемным резистором 10, а выходом - с первыми входами первого и третьего вычитающих блоков 14 и 17, выход последнего соединен с вторым индикатором 15 потока, а выход блока 19 задания магнитодвижущей силы подключен к второму входу третьего вычитающего блока17 и через масштабирующий блок 20 -к второму входу первого вычитающегоблока 14,Устройство для неразрушающегоконтроля работает следующим образом.В калибровочном цикле, которыйосуществляется с целью подготовкиустройства к работе, магнитопроводы1 и 3 замыкают друг с другом (безпластины с электроизоляционнья покрытием), в результате чего образуется замкнутая магнитная цепь. Приэтом протекание переменного синусоидального тока с амплитудой 1 понамагничивающей обмотке 2 от источника 11 тока, при отключенном источнике 12, вызывает перемагничиваниеидентичных магнитопроводов 1 и 3с амплитудой магнитного потока равной Ф, что обуславливает появлениев измерительной обмотке 7 переменной ЭДС, которая преобразуется выпрямителем 21 в постоянный уровеньнапряжения 11 = К Ф где К, - коэф 1фициент пропорциональности, зависящий от параметров обмотки 7 и выпрямителя 21, Уровень 13 поступаетна второй вход второго вычитающегоблока 16, на первом входе которогос помощью блока 1 задания потокаустанавливает уровень напряжения0 = К ф , где Ф - заданное дляработы устройства оптимальное значение магнитного потока. При этом разностный сигнал с выхода вычитающегоблока 16 воздействует через управляющий вход на источник 11 тока таким образом, что в замкнутой магнитной цепи устанавливается значение потока с амплитудой Ф = Ф , чтосоответствует нулевому уровню навыходе вычитающего блока 16,Для рассматриваемой магнитнойцепи и установившемся режиме (Ф=Ф )осправедливо соотношение Р=Ф 2 Ргде Р - значение магнитодвижущейсилы (ЩС), создаваемой источником 11 в обмотке 2,В - магнитное сопротивление магмнитопровода 1 (или идентичного ему магнитопровода 3)при амплитуде магнитногопотока равной фПеременное напряжение с токосъемного резистора 10, пропорциональное3 141 величине МДС Р , преобразуется выпрямителем 22 в постоянный уровень напряжения, поступающий на первый вход третьего вычитающего блока 17 и равный 13 = К Р где К 2 - коэффициент пропорциональности, зависящий от числа витков обмотки 2, сопротивления токосъемного резистора 10 и коэффициента передачи выпрямителя 22. На выходе блока 19 задания МДС и соответственнона втором входе третьего вычитающего блока 17 устанавливают уровень постоянного напряжения, равный уровню Б з, что соответствует нулевому уровню на выходе вычитающего блока 17 и соответственно нулевому показанию индикатора 15, Уровень Ц преобразуется масштабирующим блоком 20 в уровень 13 = К-" 4 22 или в соответствии с соотношением (1)фо (2) который поступает на второй вход первого вычитающего блока 14.Таким образом, в процессе подготовки устройства к работе на втором входе первого вычитающего блока 14 формируется постоянный уровень напряжения, пропорциональный величине магнитного сопротивления В магнитопровода 1 при амплитуде потока в магнитопроводе Ф = ФВ процессе измерений между полюсами магнитопроводов 1 и 3 в зазор 5 помещается контролируемое изделие б из ферромагнитного материала с диэлектрическим покрытием и включается источник 12 переменного тока, создающий через компенсационную обмотку 4 переменный магнитный поток, синфазный с магнитным потоком, создаваемым источником 11 (благодаря подключению источников 11 и 12 к одному источнику напряжения), Изменением амплитуды тока источника 12 достигается равенство нулю магнитного потока в ферромагнитном изделии 6, что соответствует эквипотенциальности точек а и Ъ и соответственно отсутствию сигнала на выходе датчика 8 потока и нулевому показанию индикатора 9 нуля. При этом схема автоматического поддержания заданной величины потока в магнитопроводе 1, обеспечивает амплитуду потока Ф = Ф в первом магнитопрово 50434де 1, а значит н равенство магнитного сопротивления магнитопровода 1 величине ВВ связи с эквипотенцнальностью то 1- чек а и Ъ для замкнутой магнитной цепи, образованной магнитопроводом 1, ферромагнитньпч изделием 6 и участками диэлектрического покрытия под полюса ми магнитопровода 1, справедливо со- отношение Р - Ф (В+ гв ), (3)где В- магнитное сопротивление 15 участка диэлектрическогопокрытия под одним полюсоммагнитопровода 1;Р - значение магнитадвижущей2силы в обмотке 2, обеспечивающее поток Ф в магнитоопроводе 1 при отсутствии по.тока в изделии 6,На выходе выпрямителя 22 формиру"ется уровень постоянного напряжения 25 11 = К Р вычитающего блока 14, на5 2 2втором входе которого в процессе подготовки устройства к работе установ".лен уровень напряженияРФ 22 20 30 2или с учетом соотношений (1) и (3) 40116 Кд фо 2 Вп (4)С учетом того, что магнитное сопротивление В определяется известнымсоотношением45(5)- толщина покрытия,- площадь сечения полюса маг"нитопровода50ц - магнитная постоянная,показания индикатора 13 пропорцио"нальны толщине диэлектрического покрытия с точно известным коэффициентом пропорциональности.В данном устройстве обеспечивается независимость результатов от вари"аций толщины контролируемого изделияи его магнитных свойств путем исклюгде 1 БВ результате на выходе первого вычитающего блока 14 и соответственно на входе индикатора 13 толщины покрытия формируется уровень постоянного напря жения14) 5043 чения их иэ числа факторов, определяющих выходной параметр, что позволяет осуществить компенсационныйпринцип работы устройства. Ф о р.м у л а и з о б р е т е н и я Составитель А. ЧерныхТехред А.Кравчук Корректор Н, Король Редактор В. Бугренкова Заказ 3861/36 Тираж 680 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Устройство для неразрушающего контроля, содержащее У-образный магнитопровод с намагничивающей обмоткой и второй 13-образный магнитопровод с компенсационной обмоткой, установленные торцами навстречу друг ,другу с зазором, предназначенным ,для размещения в нем контролируемо,го изделия, измерительную обмотку, размещенную на первом П-образном. магнитопроводе, расположенный между стержнями 6-образных магнитопроводовв зоне рабочего зазора датчик потока, соединенный с ним индикатор магнитного потока, токосъемный резистор, первый и второй источники тока,выходам которых подключены соответственно намагничивающая и компенаационная обмотки, индикатор контролируемого параметра, вычитающий блок и подключенный к его выходу индикатор контролируемого параметра,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет измерения толщины немагнитного покрытия на ферромагнитном основании, оно снабжено вторым индикатором магнитного потока, вторым и третьими вычитающими блоками,блоками задания потока, блоком задания магнитодвижущей силы,масштабирующим блоком и двумя выпрямителями, измепитещная, об 1 ртка через первый выпрямитель подключена к первому входу второго вычитающего блока, второй вход которого соединен с выходом задания потока, а выход второго вычитающего блока соединен с управляющим входом первого источника тока, выпрямитель входом соединен с намаг ничивающей обмоткой и токосъемнымрезистором, а выходом - с первыми входами первого и третьего вычитающих блоков, выход соединен с вторым индикатором потока, а выход блока задания магнитодвижущей силы подключен к второму входу третьего вычитающего блока и через масштабирующий блок - к второму входу первого вычитающего блока.