Вихретоковый преобразователь для неразрушающего контроля

Оп ИСА-Н"И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ562768 Союз Советских Социалистических РеспубликАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ПОЛНИТЕЛЬое и авт. СВИд.зу 51).Ч Кл - б 01 (1 27, 86 явлено 16.12.74 (21) 2083592,2 22 с присоединением заяви Государственный комитет 3:юритет та Министров СССРделам изобретений и открытий 25.06.77. Бюллете(45) та спубликсзяи писания 14 72) Авторыизобрете:шя71) Заявитель А. Денисов и В, А. Шарко уйбышевский ордена Трудового Красного Знамени ационный институт имени академика С. П. Короле РЕТОКОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛ ЕРАЗРУША 1 ОЩЕГО КОНТРОЛЯ(54 топологии зсзятеля недо:тятивного поиска ии их парямети изменениями Изобретение касается неразрушяюшегоконтроля материалов и изделий и может быть иствользовано для обнаружения их дефектного состоя ищя (поверхностных трещин тапа Вол осовин, закатов и плен), превышающего установленные допуски; особенно на торцовы. поверхностях изде.тий цилиндрической формы.Известны вихретоковые преобразозя телидля обнаружения мелких дефектоз, содержяцтие кольцевой магнитопровод с зазсром. катушки индуктивности и экран 1 и 2. Локальное электромагнитное поле таких .преобразователей взаимодействует с ограниченным участком контролируемого изделия, что обеспечивает надежное выявление позерхностчых дефектов,Однако конструкции этих преобразозятелей, представляющие собой накладную гоискозую систему, предназначены для контроля либо плоских поверхностей изделий, лабо цилиндрических. Установка их над торцозой поверхностью цилиндрических надел:и пои неизменном расстоянии между пресбразсзят;- лем и контролируемой поверхностью зьзь:зяет значительные трудности конструктизнсгс характера. Для этого необходимы конструкцИч достаточно сложных врашающихся опразск, удерживающих преобразователь. В производственных условиях контроль такой нспь.тятельной системой преобразователя сопрсвождается неизбежными радиальными и аксальными биениями и, как следствие, Вызываетпоявление случайных импульсов на Выходеприбора, принимаемых за дефекты контролируемой позерхности, Установка таких преобрязозателей над изделием, их центровка сосью последнего низкие скорости скя;шрозания позерхности занимают значительноезремя. Все это приводит к низкой надежности1 С и производительности контроля. Кроме того,такие преобразователи обладают малои избирательностью к дефектам искомого типа.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является вихретокозыи15 преобразователь 3, содержащий магнитопрсвод и катушку индуктивностп, позВОляю.щий осугцествить селекцию дефектов по ка.кому-либо параметру за счет изменения топологии вытесненного их мягнптопрозода ззаиС модейстзующего поля. В магнптопроводе такого преооразователя вблизи рабочей поверх.ности зыполено отверстие, в котором размещен проводник, соединенный с реглируемымисточником тока,25 Одако пределы измеения буждакнцего поля преобразо точны для обеспечения селе дефектов при широкой варна роз. Это сбуслозлено малыхлцнейцых размероз зоны мггнитопровода, дозеленных ло насыщения.Для повышецця надсжност: контроля торцсзых поверхностей ццлинлрическцх излел:й вц)етоковый преобразователь снабжен разэ:сцсццыэ на рабочем торце магнцтопрсвс 1 Я металлическим экэаноэ 1, в маг:1:топроволе экране выполнена радиальная щель, а торе:, магнитопровода, противоположный его рабо. чему торцу, скошен в зоне щели так, что шцр 1 Па щели значительно превышает ее высоту.,1 ля селективного обнаружен:я дефектов зяляццых параметров в магнцтспрсвсле вы. полцечо сквозное отверстие, ось которого параллельна центральной оси мягц;топровола, я регулятор магнитного сопротивления выполцен в виде двух встречно включенных катушек ц:Луктцвностц, витки одной цз которых обхватывают наружную поверхность маги:1- топрово 1 а и поверхность отверстия, я В 11 ткц второй - поверхность этого отверст 1 я ц поверхность центрального отзерстця магнцто п)ровсла.1 роме тогорегулято)э магнитного сспрот:влеция может оыть также зыпслнэ в вцле плоского Витка из электрспровсляшего м 1:- те,)ця;1 я, прилеГяющеГО к скошенному торцу э 1 ягнцтопровола.На фцг. 1 показана конструкция и;)ел 1 Я- гаемого преобразователя с отверстием в магнитопроводе; на фиг. 2 - конструкция преосразователя с токопроводящцэ слоеэ 1 я поверхности магнцтопровола.Преобразователь содержит кольцевой феррцтовый магнцтопровод 1 пряхОугсльцсго сечения, торец которого скошен В зсце щели э, Направленной своей 1 линноц стороной к осц ОО;. На магнцтопроволе разэ 1 ещены лве 1;атушкц 3 и 4 инлуктцвностц, питаемые г)еременным током,В скзозном отверстии 5 .;Ягнцтопроволя нахолятся стороны двух встречно-Включенных катушек б и 7 индукт 1 Вцости 1 регулятор магнитного сопротивления), обхватываю 1 цие гра:1 ц магнцтопрсвода. Со стороны, обра 1 ценцой к контролцруемсоу изделию, помещен эеталлцческий экран 8, выполненный в форме л;1 скя " ра Пальным разрезом шириной, равцой ширине щели магнцтопровода. На поверхность скошенного торца магнитопровола преобразователя 1 протцвоположцуо контролируемому е 1 злелию) (сы. фи Г. 2) нанес:н тскспровсдящцй виток 9 (наприэер, эе Ный), полключае)Ый К ИСТОЧНИКУ РЕГУЛЦРУЕЭОГО ТОЕЯ ОТВО 1 Я- ми 10 и 11. В процессе контроля торцов цчпицлрцческих деталей преобразователь вращается вокруг ссц О О,Преобразователь работает следующим образом.При подключении согласно Включенных катушек 3 ц 4 преобразователя к ге)1 ерятсру переменного тока созлается суммяонь)й зам:нутый поток, п 1 эохслящий через мягцито ровод и замыкающийся через поля рассеяниязоне щели 2. Часть потока рассеяния, про. хслящая со стороны экрана 8, имеет топологию, близкую плоскопараллельному электромагнитному полю, и взаимодействует с,контролируемым изделием. В процессе контроля и)есс 1)язсВятель В 1 эящяется Вок)эуг Оси ОО;, сканируя электромагнитным полем поверхность торца цилиндрического излелия. 11 рл этом в последнем наводятся вихревые токи, зона распределения которых определяется 1 О глазньв образом шириной щели преобразователя. Дефект изделия вызывает изменение напряже 1 Ности и зоны распределения вихревь:х токов, что приводит к изменению сопротивления катушек .3 и 4 цнлуктивности (з основном. активного), фиксируемого измерительной схемой, В процессе контроля излелие скан:руется по кольцевой траектории. ВнешГП 1 диаметр преобразователя выбирается рав ь э Плц несколько большим диаметра торца );)-, -, )я. Поскольку, как показывает статист) Кя, ле 1)екты распОлзГяются преБх щсстВе)1 с з зонах излелий, близких к внешним поз:.)хностяэ 1, то в процессе контроля ось вра".;1 цп ОО; преобразователя Выб:1;)гстся 9 Дэ.:Ялгюцей с осью цилинлрцческого изделия. Крохе того, это позволяет существечно уп;)Ост:.ть конструкцию оправк. такого прсобрязсзателя, исп)льзуя лля нее цилиндрическую поверхность изделия В качестве опоры.Экран 8 предотвращает взаимодействия полей ряс=ея;1 я катушек 3 и 4 с изделием. 1 рц пслключеии катхшек б ц /, обхВатыа;ощцх магцитопровол преобразователя, к З 5 генератору регулируемого тока создаетсязямкгутый поток вокруг отверстия 5. Измен е Величины тока, протекающего через эти Ятшкц, приводит к цасьцценшо разных зоц :,.ЯГ 1 Птспровсля, примыкающих к отверстиюЭ га вызывает в свою очередь изменениемаг Ггного сопротивления ца пути замкнутогс пэтока преобразователя, С увеличением токаследовательно, с увеличением магнитногоссп)ОтиВленця тополсги 51 1 эясп 1 эелеления Взяи мо;:йствуОщего поля рассеяния преобразователя сужается по ширине. Следовательно, залезая силу тока, протекающего в катушках б и 7, в процессе контроля устанавливают зэ.у распэеге,ения Вцхэевых токов В изле 50 лцц такоц, что ее размеры совпадают с критНеск 1 э 11 пяэяметрами (няпэпмер, псВерхосгцьмц размерами) дефекта. При этом вносцмь 1 е з катхшкц 3 и 4 ицлуктивнссти сспрс тцв;ения максимальны. Можно установить на 5-) э акетных образцах изделий с искусственнымц л=фектами связь межлу силой тока, протекяОщегс че;эез катушк; б, 7, и паэаэетрям дефектов, вызывающих наибольшую реакццю, и и;)и контроле осуществить селективный поиск дефектов задацных критических параметров.Прц этом такой поиск про;зволигся сканированием контролируемого излелия преобразоВятсчем, в котором сила тока, протекающего через катушки б и 7, соответствует дефекту, % и" ГЕ)КЯЦЕХ ) ВЫЯВ ЭЕНИСПри подкгпочении витка д, нахлэдящего . - . на поверхности магнитопрозола 1 1 см. фг.2), к генератору регулируемого тока создается 1 агнитный поток, направлегпый вдоль ос 0,0;, При лостаточной сипае намагн,;чвае 5 мого тока пр 011 схолит насыщение тонких полюсных наконечников преобразователя, образующ 11 х щель 2.Это приводит к увеличени 1 О эффективной ШИРИНЫ ЩЕЛИ И, В КОНЕЧНОМ ИТОГЕ, К С 1 ШЕС Г- венному изменению топологии возбуждающего поля рассеяния из щели. Регулируя силу тока через виток 9, можно создать возбужденную в изделии область такой, что ее параметрь. совпадут с линейными размерами дефекта. 15 Как и ранее, изменечие выходных параметроз преобразователя при этом будет максма,ьно. При фиксированном значении намагничивающего тока производится поиск дефектов критических параметров,20Использование простой конструкции преобразователя со щелью позволяет повысить надежность и производительность контроля торцовых поверхностей цилиндрическх изде лий за счет их сканирования гзкдлдкальпы;: и электромагнитным полем с зменя:Ощейся в процессе контроля топологией, снизить расходы на разработку и совершенствование аппаратуры для неразрушающих пспыганий. 30Опрелеление дефектов критческх параметров при широкой их вариации существенно снижает затраты на контроль и позволяег повысить качество выпускаемой пролукц.35Ф о р м у л а;1 з о б р е т е н и я1. Вихретокдвы Пдсодразозательразрушающего контроля, солержащ 1 й кольцевой магнитогпровол, размещенные на нем катушку пнлуктивности и регулятор магнитного сопропзленпя магнитопровода и соединенный с ним сточн 1 к регулируемого тока, д тл:. ч а ю щ й с я тем, что, с целью повышен:.я налгжност:. контроля торцовых по.-:рхно:тей цилиндрических пзлелй, он снабжг металлическим экраном, размещеннымм на рабочех торце магн:тдпровола, а магитопроволе и экране выполнена ра.аль:ая щель, а торец мзг;1 чтдпроздла, прдтвоположный его рабочему торцу, скошен в зоне щели так, что ширина ш,:лз.ачтельно превышает ее высоту.2. Пргобразователь по п. 1, о т л и ч а ющ: й ся тгм, что, в магнитопроволе выполнено сквозное отверстие, ось которого параллельна е;о центральной оси, а регулятор магнитного сопротивления выполнен в зиле двух встречно включенных катушек пндуктивности, витки одной з которых обхватывают наруж. ую позерхность аагИтопровода и поверхность отверстия, а витки второй - поверх:сть этого отверстия и поверхность центральногд отверстия магнитопровола.3. Преобразователь по и. 1, о т л и ч а ющ и . с я тем, что регулятор магнитного сопротален;1 я выполнен з вЛе плос,Ого витка :з э.ектрдпроволящего материала, прлегающ гд и скдшгнн 011 торц 1 1 агнптопрдвол. П тдчники нформац;1, принятые во внимание пр экспертизе:, Авторское свидетельство СССР М 219218, .Ч. Кл.- б 01 Х 27 86, 1967,2. Аатдское сзилетельстзо СССР Ло 249723, М. Кл.- С 0127 86, 1968.3. Азтс р: кое свилетсльстзо ССС Р М 283654, Л 1. Кл.-" С 0127,86, 1969.1 Г; есор ышиик Редактор Т. Шагова акяз 5331431ЦНИИП Соств тельТекрсд А. Как1 Лзл. ЬЙ 87Ос)да 1"."векнс го конгио лелсги изобретеМосква, %-35, Раун Тираны 110тета Совета Минний н открыт; йскан изб., д. 4(о.арик. виги орел Патент Корректор В. Гутман Подиислое ров СССР