Токовихревой способ измерения параметров объекта

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДИТЕДЬСТВУ61) Дополнительное к авт. свид-ву Союз СоветскихСоциалистицескихРеспублик(4 б) Дата опубликования описан осударственный комитеСовета Министров СССРоо делам изобретенийн открытий(088.8) ень 1 30.04,7 2) Автор изобретени В, М. Ка ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамеическое училище имени Н. Э. Баумана Московск высшее т 1) Заявитель 4) ТОКОВИХРЕВОЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИ ПАРАМЕТРОВ ОБЪЕКТАрам ного Изобретение. относится к области измерительной техники, в частностик области не- разрушающих испытаний и измерений, и может найти применение при токовихревой дефектоскопии изделий, измерении их эле ктропроводности и магнитной проницаемости, измерении линейных и угловых смещений объектов и т.д.Известен способ измерения, например, перемещения объекта путем воздействия 10 этого объекта на обмотку индуктивного пре образователячто вызывает изменение ее индуктивности под воздействием измеряемой величины. Индуктивность преобразователя можно изменять, воздействуя на число его тб витков, активное магнитное сопротивление сердечника, величину воздушного зазора магнитопровода и реактивное магнитное со.противление магнитной цепи и т,д. 1 11.Но известный способ, обладая высокой 20 чувствительностью, подвержен воздействию помех от внешних электромагнитных полей.Известен другой способ измерения паетров объекта с помощью экранировантоковихревого преобразователя, содер жашего генераторные катушки, запитанные переменным током, и измерительные катушки, по сигналам которых судят о параметрах контролируемого объекта 2 .Питание токовихревого преобразователя осуществляют от генератора. При этом на преобразователь воздействуют такие мешающие факторы, как изменения температуры, изменение свойств экрана и т, д,Экран позволяет обеспечить локальность измерений, конструктивную прочность преобразователя и защищает преобразователь от воздействия внешних переменных электромагнитных полей, в то же время ".ь оказывает вредное влияние на параметры преобразователя. Электромагнитное поле генераторных катушек, взаимодействуя с экраном, значительно снижает их добротность, а при воздействии мешающих факторов, например температуры, снижает также и стабильность параметров, Температурное и электромагнитное воздействие на экран изменяет его характеристик:" что не позволяет повысить чувствительностьи точность измерений. Кроме того, при экранировании преобразователя с дифференциальной измерительной обмоткой влияниеэкрана сильно сказывается на измененииуровня выходного сигнала на измерительнойобмотке, например, при начальной настройке на нуль выходной сигнал после экранирования, а также в процессе изменения характеристик экрана под воздействием мешающих факторов, значительно отличается 10от нуля, что приводит к уменьшению глубины модуляции и к снижению чувствительности и стабильности работы преобразователя.Таким образом, известный способ измерения экранированным токовихревым преобразователем имеет низкую чувствительность,особенно при воздействии мешающих факторов, например, в условиях значительныхтемпературных воздействий. 20Белью изобретения является повышениечувствительности,Это достигается тем, что ЭДС наводимые генераторными катушками в экранепреобразователя, уравновешивают, послечего производят взаимное перемещение преобразователя и объекта, при этом уравновешивание осуществляется путем изменениявеличины встречно направленных токов (амтн 30пер-витков) в секциях генераторнои катушки., Или уравновешивание осуществляют путем геометрического смещения генераторных катушек параллельно плоскости их торца. Кроме того, измерительные катушкиперемещают относительно генераторных до35установления заданного уровня сигнала. 55 На фиг. 1 приведен пример выполнениятоковихревого экранированного преобразователя, реализующего настоящий способ; на 40фиг. 2 показан вид преобразователя с ЭДС,наведенными в экране токами катушки.Токовихревой преобразователь (см.фиг.1) содержит генераторную катушку 1, имеющую как минимум две секции, измерительную катушку 2 (любого вида и включения)и металлический экран 3,Токи 1, и с 2 (см. фиг. 2), проходящие по виткам 9/ и 9/2 секций генераторнои катушки, вызывают в экране 3 появлеО50ние вторичной ЗДС 4 (изображена пунктиром), Величина этой ЭДС 4 зависитот величины токов С и 12, от величины зазора между каждой секцией и экраном 3,от количества витков Ю и 9/в секцияхкатушки 1 и т. д.Уравновешивание встречных ЭДС достигается тем, что секции генераторной катушки 1 смешают относительно экрана 3(например, за счет изменения зазоров), а60 также тем, что изменяют ампер-витки в обмоткахЯГ и%2, Например, в паре секций токи с и С в контуре каждой секции направляют в противоположном направлении (в одной секции по часовой стрелке, а в другой - против) и/или генераторную катушку 1 перемешают в плоскости ее торца (на чертеже не показано) до максимального уравновешивания ЭДС. В этом случае вихревые токи в экране 3 становятся минимальными и влияние экрана 3 даже при изменении его электрофизических свойств становится пренебрежимо малым, а добротность катушки 1-высокой и стабильной при воздействии мешающих факторов, обусловленных изменением магнитной проницаемости, электропроводности и др. параметров экрана. Уравновешивание наведенных в экране ЭДС 4 может достигаться также путем изменения величины токов 4, и 4,(ампер витков - 4 9 и 1, 9) в отдельных секциях, токи которых направлены встречно.Измерительные катушки 2 после уравновешивания наводимых в экране 3 ЭДС перемещают относительно генераторных катушек 1 до установления заданного уровня сигнала, например, нулевого, Объект контроля может воздействовать на преобразователь симметрично (изменение зазора, электропроводности, толщины, температуры и тд,), тогда изменяется сигнал на генераторных катушках, а сигнал на измерительных не изменяется и будет равен нулю. Если объект контроля воздействует на преобразователь несимметрично (измерение неоднородности электрофизических свойств объекта, наличие дефекта в зоне контроля, изменение угла наклона поверхности объекта и т,д.), то изменяется сигнал как на генераторных катушках, так и на измерительных, но в измерительной катушке глубина модуляции может быть в десятки раз большей, чем на генераторной. Перемещая взаимно прео разователь и объект, осуществляют конт роль по всей поверхности объекта.Предлагаемый способ позволяет уменьшить влияние экрана, что позволяет в 2-3 раза уменьшить его диаметр, т,е. практически вплотную приблизить экран к катушке, а это значит - позволяет повысить чувствительность, стабильность и точность измерений при работе малогабаритного пре-, образователя в условиях максимально соответствующих требованиям эксплуатации. формула изобретения1.Токовихревой способ измерения параметров объекта с помощью экранированного токо5вихревого преобразователя, содержащего секционированнуюгенераторнуюкатушку,запитанную переменным током, и измерительные катушки, по сигналам которых судят о параметрах контролируемого объекта, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности, ЭДС, наводимые генераторными катушками в экране преобразователя, уравновешивают, после чего производят взаимное перемещение преобразова О теля и объекта,2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что уравновешивание осуществляют путем изменения величины встречно направленных токов (ампер-витков) в сек циях генераторных катушек. 3. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что уравновешивание осуществляютпутем геометрического смещения генераторных катушек параллельно плоскости их торца, а измерительные катушки перемещают относительно генераторных катушек до установления заданного уровня сигнала,Источники информации принятые во внимание при экспертизе:1. Агейкин Д.И., Костина Е.Н. Кузнецова Н, Н, Датчики систем автоматическогоконтроля и. регулирования М., "М ашгиз",1959, с 27.2. Дорофеев А. Л. Электроиндуктивнаядефектоскопия М, "Машиностроение", 1967,с. 29-34 (прототип),Составитель А, МатвеевРедактор Т. Вагова Техред М. Ликович Корректор А АлатыревЗаказ 116/22 Тираж 1052 ПодписноеБНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж 35, Раушская наб д. 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4