Вихретоковый преобразователь

Й АНИ Союз Советских Социвлистнческих Республик(51)М, К .з 6 01 М 27/90 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(72) Авторы изобретения В.А. Денисов, В. А. Шарков, В. Д. Фалкин и Е. Е. Шатерников Куйбышевский ордена Трудового Красного Знамени авиационный институт имени акад. С. П. Королева(54) ВИХРЕТОКОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники.Известны вихретоковые преобразователи, содержащие два магнитопровода с явно выраженными полюсами, при этом обмотки возбуждения расположены так, что они охватывают все полюса 11 .Сложность конструкции такого преобразователя, значительные поля рассеяния катушек не позволяют реализовать его в миниатюрном варианте, предназначенном для вихретокового контроля в труднодоступных местах и на поверхностях изделий сложной формы.Наиболее близким к предлагаемому 15 изобретению по технической сущности является преобразователь, содержащий одну или несколько пар последовательно противофазно соединенных индикаторных катушек, в каждой паре из которых 20 катушки соединены последовательно синфазно и размещены симметрично и диаметрально противоположно оси индикаторной катушки 121 .Известным преобразователем можно осуществлять контроль протяженных дефектов типа поверхностных трещин, Однако, если протяженный дефект оказывается меньше диаметра известного преобразователя, то возможен его пропуск 30 2при контроле. Локальные дефекты (например, литейные поверхностные раковины) обнаруживаются еще с меньшей надежностью. Это связано с тем, что индикаторные катушки в известном преобразователе не могут быть выполнены так, чтобы они полностью охватывали пространство внутри индикаторной катушки. Следовательно, зона контроля имеет дискретный характер с областями нечувствительности к дефектам. В известном преобразователе имеется четыре таких эоны, расположенных в граничных областях четырех индикаторных катушек.Цель изобретения - повышение надежности обнаружения дефектов и миниатюризация преобразователя, а также подавление влияния формы иэделия на результаты контроля.Цель достигается тем, что преобразователь снабжен магнитопроводом полуброневого типа с четным количеством выступов, расположенных равномерно в виде дуг по окружности наружного цилиндра, на выступах размещены подковообразные индикаторные катушки, охватывающие по окружности индикаторную катушку, размещенную на центральном стержне магнитопровода.763773 Для контроля иэделий сложной формы выступы наружного цилиндра магнитопровода и конец центрального стержня выполнены по форме, соответствующей Форме контролируемой поверхности изделия. На фиг. 1 изображен вихретоковый5 преобразователь, имеющий два дугообразных выступа; на фиг. 2 - то же, с несколькими выступами; на фиг. 3 преобразователь, активная часть которого (выступы и центральный стержень, обращенные к изделию) имеют конфигурацию, обеспечивающую плотное прилегание к поверхности изделия,Вихретоковый преобразователь содержит магнитопровод полубрьневого типа, включающий центральный цилиндрический стержень 1 с индукторной катушкой 2, помещенные внутри наружного цилиндра 3, имеющего дугообразные выступы 4 и 5, на которые намота ны подковообразные индикаторные катушки б и 7, охватывающие по окружности индукторную катушку 2. Центральный стержень 1 и наружный цилиндр 3 опираются на диск 8, выполненный из магнитно-мягкого материала. Пара инди- каторных катушек б и 7 соединена последовательно и противофазно К выходным зажимам 9 и 10 этих катушек подключается измерительная схема. К зажимам 11 и 12 индукторной катушки подключается генератор переменногоВ варианте конструкции преобразователя (фиг. 2) с несколькими дугообразными выступами подковообразные индикаторные катушки б и 7 объединены в несколько пар, состоящих из последовательно противофазно соединенных индикаторных катушек, в каждой паре из которых катушки соединены последо вательно синфаэно. При этом катушки жаждой пары размещены на.дугообразных выступах симметрично и диаметраль" ио противоположно оси индикаторной катушки. 45В варианте конструкции преобразователя (фиг. 3) выступ 4 выполнен клинообразным, на нем размещена индикаторная катушка б. Вторая индикаторная катушка 7 размещена на клинообразном выступе 5. Центральный стержень-магнитопровод также имеет вйд клина и опирается дугообразной линией 13 на поверхность изделия 14, представленного в виде болта с резьбой (Фиг. 3). Клинообразные профили выступов и центрального стержня обеспечивают плотное прилегание преобразователя к контролируемой резьбе болта.Преобразователь работает следующим образом. 6 ОПри подключении генератора к индукторной катушке 2 создается замкнутый магнитный поток, проходящий через центральный стержень 1, диск 8, наружный цилиндр 3, выступы 4 и 5 и 4воздушный зазор между этими выступами и центральным стержнем (фиг. 1).При размещении преобразователя наконтролируемой бездефектной поверхности, в силу его магнитной симметриии противофаэного соединения индикаторных катушек б и 7, напряжение на зажимах 9 и 10 близко к нулю.Наличие дефекта изделия под преобразователем приводит к разным величинам наводимых напряжений в индикаторных катушках б и 7, что вызывает появление напряжения на зажимах 9 и 10,сигнализирующего о дефекте. Близостьрасположения индукторных катушек, разделенных только узкими пропиламивнешнего цилиндрического сердечника,дугообразная форма выступов 4 и 5 иподковообразная конфигурация индикаторных катушек обуславливают балансвыходного напряжения при перекосахпреобразователя во всех направленияхпо отношению к контролируемой поверхности.Наличие нескольких выступов на цилиндрическом.сердечнике (фиг. 2) позволяет существенно повысить надежность обнаружения дефектов за счетнаведения в контролируемом изделиисовокупности примыкающих локальныхзон вихревых токов. Выполнение выступов и конца центрального стержня поформе поверхности контролируемого изделия, плотное прилегание активнойчасти преобразователя к изделию(фиг.3)обеспечивают наведение вихревых токовнепосредственно в зоне контроля (например, в резьбе болта) и, в совокупности с подавлением влияния перекоса,позволяют надежно контролировать объекты сложной конфигурации,Вихретоковый преобразователь просто реализуется в миниатюрном варианте в силу несложной конструкции и технологии изготовления. Надежно обнаруживает дефекты на изделиях сложной формы и в труднодоступных местах контролируемых объектов, где средства установки преобразователя по нормали к поверхности неприемлемы. В качестве магнитного материала для наружного цилиндра и центрального стержня может быть использован магнитомягкий феррит.,Введение выступовдуг наружного цилиндрического магнитопровода обеспечивает непрерывность зоны контроля, достигаемую такой конструкцией, увеличивает чувствительность преобразователя к локальным деФектам, сводит к минимуму влияние пе рекоса в любом направлении, Этому способствует и подковообразная Форма индикаторных катушек, охватывающих выступы. Локализация электромагнитных полей внутри преобразователя обеспечивает практическое отсутствие внешних полей рассеяния, что позволяет выполнить его в виде миниатюрной конструк 763773.ции, предназначенной для контроля в труднодоступных местах иэделий.Воэможность широкой вариации гео-метрической формы активных частей наружного цилиндра и стержня, размещение непосредственно в зоне контроля индикаторных подковообразных катушек позволяет осуществить контроль изделий со сложной Формой поверхностй при высокой чувствительности к дефектам. Соответствие конфигураций активной зоны преобразователя и поверхности иэделия . способствует подавлению влияния формы иэделия на результаты контроля.15Формула изобретения1. Вихретоковый преобразователь, содержащий одну или несколько пар последовательно противофазно соединенных 20 индикаторных катушек, в каждой паре из которых катушки соединены последовательно синфазно и размещены симметрично и диаметрально противоположно оси индикаторной катушки, о т л и - 25 ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения надежности обнаружения дефектов и миниатюризации преобразователя, он снабжен магнитопроводом полуброневого типа с четным числом выступов, расположенных равномерно в виде дуг по окружности наружного цилиндра, на выступах размещены подковообразные индикаторные катушки, охватывающие по окружности индукторнуюкатушку, размещенную на центральномстержне магнитопровода.2. Преобразователь по п. 1, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью подавления влияния Формы иэделияна результаты контроля, выступы наружного цилиндра магнитопровода иконец центрального стержня выполненыпо форме, соответствующей Форме контролируемой .поверхности изделия.Источники информации,принятые во внимание при экспертнзе1Авторское свидетельство СССРР 368539, кл. 6 01 й 27/86, 1967.2. Авторское свидетельство. СССРР 390431, 6 01 й 27/86, 1967 (прототип),