Проходной вихретоковый преобразователь с вращающимся полем

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН 19) (11) 5046 01 9 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(71) Научно-исследовательский институт интроскопии Томского политехнического института им. С. М. Кирова(54) ПРОХОДНОЙ ВИХРЕТОКОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ С ВРАЩАЮЩИМСЯ ПОЛЕМ(57) Изобретение относится к неразрушающему контролю качества материалов изделий. Целью изобретения является повышение достоверности контроля. Для достижения цели преобразователь содержит кольцевой каркас 1, размещенные на нем обмотку возбуждения, выполненную из четырех повернутых на 90 одна относительно другой секций 2, 3 и 4, 5 обмоток возбуждения, измерительную обмотку помещенную на обойме 6, и состоящую из секций 7 - 10, выполненных в виде вытянутых прямоугольных петель, размещенных коаксиально каркасу, и две измерительные обмотки 11, 12 проходного типа, четыре секции 14, 15 и 16, 17 компенсирующей обмотки, по конструкции аналогичные секциям 7 - 1 О измерительной обмотки, размещенные симметрично относительно соответствующих секций измерительной обмотки. Пары секций 14, 15 и 16, 17 компенсирующей обмотки включены между собой согласно, а противолежащие секции 7, 8 и 9, 10 измерительной и компенсирующей обмоток включены между собой последовательно-встречно. 2 з.п. ф-лы, 2 ил,диаметр кольцевого Изобретение относится к области неразрушающего контроля, в частности к проходным вихретоковых преобразователям для обнаружения дефектов в протяженных изделиях.Цель изобретения - повышение достоверности контроля путем повышения стабильности напряжения разбаланса и уменьшения влияния радиальных смещений изделий.На фиг. 1 представлена конструктивная схема проходного вкхретокового преобразователя с врагцающимся полем (отдельные элементы разнесены вдоль оси преобразователя для наглядности); на фиг. 2 - схема соединения обмоток преобразователя.Проходной вихретоковый преобразователь содержит кольцевой ферромагнитный каркас 1, размещенные на нем пары секций 2, 3 и 4, 5 обмоток возбуждения, сдвинутых одна относительно другой на 90 и включенных между собой последовательно-встречно, обойму 6, на которой в пазах уложены секции 7 - 10 первой измерительной обмотки в виде вытянутых прямоугольных петель, пары которой включены согласно между собой, а каждая пара - последовательно встречно другой, две измерительные обмотки 1 и 12, проходного типа, включенные между собой последовательно-встречно, сменную обойму 13, которую охватывает каркас 1, а обойма 13, в свою очерсдь, охватывает обойму 6, четыре согласно включенные секции 14, 5 и 16, 17 компенсирующей обмотки в виде вытянутых прямоугольных петель, длинные стороны которых коаксиальны системе возбуждения, а все секции компенсирующей обмотки размещены симметрично относительно соответствующих секций 7 и 10 первой измерительной обмотки и имеют наружный диаметр, равный внутреннему диаметру секций 2, 3 и 4, 5 обмоток 9 возбуждения. Г 1 роткволежащке пары секций 7, 8 и 9, 10 первой измерительной и секций 14, 15 и 16, 17 компенсирующей обмоток включены между собой последовательно-встречно, длина каждой секции 14 - 17 компенсирующей обмотки выбрана из соотношенияЯ 3йгде г. - размер длинной стороны секциикомпенсирующей обмотки;2 диаметр компенсирующей обмотки, а длина намотки каждой секции обмотки возбуждения выбрана из соотношения где , - длина намотки и" дой секции обмотки возбужден, н; 10 15 25 0 40 45 50 55 Й - внутреннийкаркаса.По оси преобразователя проходит контролируемое изделие 18.Преобразователь работает следующим образом.Пары секций 2, 3 и 4, 5 обмотки возбуждения, сдвинутые на 90 одна относительно другой (фиг. 1) запитываются напряжением одинаковой частоты и амплитуды со сдвигом по фазе на 90 от генератора (не показан), в результате чего в пространстве, ограниченном каркасом 1, образуется вращающееся магнитное поле с вектором магнитной индукции, перпендикулярным оси преобразователя. Результирующий магнитный поток, получаемый в зоне контроля при наличии изделия 18 может рассматриваться как сумма возбуждающего потока, образованного токами секций обмотки воздуждения, и потока вихревых токов, наведенных в изделии возбуждающим потоком. Вихревые токи в изделии изменяются не только от возбуждающего потока, но также и от электро- физических свойств контролируемого изделия я.Изменение магнитного потока преобразователя, вызванное изменением электрофизических свойств изделия, при неизменномвозбуждающем потоке равносильно изменению ЭДС секций измерительных обмоток, по величине которок определя 1 от параметры контролируемого изделия.Диаметрально противоположные секции 7, 8 и 9, 10 первой измерительной и секций 14, 15 к 16, 17 компенсирующей обмоток, помещенных во вращающееся магнитное поле, включаются попарно-согласно между собой, а противолежащие пары секций 7, 8, 14, 15 и 9, 10, 16, 17 измерительной и компенсационной обмоток включаются попарно- встречно фкг. 2), при этом наводимая в парах обмоток секций 7, 8 и 14, 15 ЭДС определяется проекцией вектора магнитной индукции на горизонтальную ось (ось Х), а в парах 9, 10 и 16, 17 - на вертикальную ось (ось У). ЭДС четырех пар секций 7, 8, 9, 10, 14, 15 и 16, 17 первой измерительной к компенсационной обмоток и ЭДС двух кзмерктельных обмоток 11 к 12 проходного типа, включенных между собой последовательно-встречно, равны при отсутствии в зоне преобразователя дефекта изделия 18.Значения этих ЭДС не равны, если в преобразователе находится дефектнык участок изделия. Разница между напряжениями этих измерительных обмоток, подаваемая в блок обработки сигнала (не показан) и определяемая размерами дефекта, выделяется электронной схемой. При появлении в зоне контроля дефектного участка, протяженность которого больше малой стороны вытя 14205143нутых прямоугольных петель секций 7 - 1 О и 14 - 17 первой измерительной и компенсируюшей обмоток, максимальное изменение ЭДС наблюдается у первой измерительной обмотки, секции 7 - 10 которой включены попарно-согласно. При этом изменение ЭДС у компенсирующей обмотки минимально вследствие того, что ее секции 14 - 15 удалены от изделия на большее расстояние, чем первая измерительная обмотка. Разница между напряжениями измерительной и компенсируюшей обмоток максимальна, так как они включены между собой встречно, и пропорциональна размерам дефекта. При этом разница между напряжениями второй и третьей измерительных обмоток 11, 12 проходного типа минимальна, так как дефектный участок значительной величины находится одновременно под обеими обмотками, включенными между собой встречно. В данном случае имеет место сравнение двух одинаковых участков изделия.При появлении в преобразователе короткого дефекта, протяженность которого меньше длины малой стороны вытянутых прямоугольных петель первой измерительной и компенсирующей обмоток, максимальное изменение ЭДС наблюдается у измерительных обмоток 11 и 12, так при движении контролируемого обьекта дефектный участок сначала окажется под одной измерительной обмоткой2, а затем под другой измерительной обмоткой 11, а разница между напряжениями пар секций первой измерительной и компенсирующей обмоток тем меньше, чем меньше протяженность дефекта в направлениии оси преобразователя.Стабильность выходного напряжения каждой пары секций 7 - 10 первой измерительной обмотки, несущего информацию только об объекте контроля, достигается за счет того, что попарно-согласно включенные секции 7 - 10 первой измерительной обмотки включены встречно с соответствующими попарно-согласно включенными секциями 14 - 17 компенсирующей обмотки, удаленной от объекта контроля на большее расстояние. Начальные ЭДС этих обмоток равны и определяются одним и тем же возбуждаюшим потоком, и при изменении вектора магнитной индукции возбуждаюшего поля напряжение 4разбаланса остается неизменным. В данном случае компенсация напряжения холостого хода происходит включением этих обмоток.Это повышает стабильность напряжения разбаланса в процессе контроля и уменьшает влияние радиальных смешений изделия на результаты контроля.Формула изобретения1. Проходной вихретоковый преобразователь с вращаюшимся полем по авт. св.Ло 1027592, отличающиися тем, что, с целью повышения достоверности контроля за счет повышения стабильности напряжения раз баланса и уменьшения влияния радиальныхсмешений изделия, он снабжен четырьмя согласно включенными секциями компенсируюшей обмотки в виде вытянутых прямоугольных петель, длинные стороны которых 20коаксиальны обмотке возбуждения, все секции компенсирующей обмотки размещены симметрично относительно соответствуюших секций первой измерительной обмотки и имеют наружный диаметр, равный внутреннему диаметру обмотки возбуждения, а длина на мотки каждой секции обмотки возбуждениявыбрана из соотношениягде Р, - длина намотки каждой секции обмотки возбуждения;11 - внутренний диаметр кольцевого каркаса.2. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что противолежашие пары секций первой измерительной и ком пенсируюшей обмоток включены между собой последовательно-встречно.3. Преобразователь по пп.и 2, отличающийся тем, что длина каждой секции ком пенсируюшей обмотки выбрана из соотношения45 где , - размер длинной стороны секции компенспруюц 1 ей обмотки;3, диаметр компенсируюшей обмотки.1420514 5 ткц сцгнаяю шЛ.Бес Сос Техре Тираж ави олинская И. Вер 847та СССР по д 35, Раушска предприятие,изводст Редактор Л. П Заказ 4325/50 ВНИИПИ Го уд рственного комит 135, Москва, Ж евно-пол играфическо