Вихретоковый преобразователь

(и 847182 Союз Советски кСоциапистическииРеспублик ОП ИСАЙИ ЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет Опубликовано 15.07.81Бюллетень М 26 ио делам изобретений и открытийДата опубликования описания 25.07,81 Куйбьппевскавиационныи Ордена Трудового нститут им. акад,скогоП.Королева 71) Заявитель ЕТОКОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ з Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и можетбыть использовано для дефектоскопииэлектропроводящих изделий, измерения зазора между изделием и преоб -разователем, измерения степени истороны углового смещения поверхности изделия относительно преобразователя,Известен бесконтактный вихретоковый преобразователь, содержащийдиэлектрический сердечник, токовуюобмотку, выполненную в виде двухвстречно-включенных полуббмоток,измерительную обмотку, расположенную симметрично относительно токовой обмотки 111.Такой преобразователь дает возможность измерить степень угловыхперемещений изделия и зазор междупреобразователем и изделием, но непозволяет определить направление утлового перемещения и наличие локальных дефектов. Кроме того, значителье поля рассеяния ухудшают помехоащищенность преобразователя.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является вихретоковый.преобразовате содержащий замкнутый магнитопровод со щелью и пазами, выполненными на внешней боковой поверхности магнитопровода на одинаковом расстоянии с двух сторон щели, параллельно ей, уложенную в пазы измерительную обмотку и .симметрично относительно щели токовую обмотку 12.Преобразователь дает возможность контролировать малоразмерные дефекты и измерять степень и направление углового перемещения в плоскости замкнутого магнитопровода, но к угловым перемещениям в плоскости перпендикулярной плоскости замкнутого магнитопровода, он не чувствителен.Цель изобретения - повышение надежности и расширение диапазона контролируемых изделий.84718 Преобразователь в процессе контроля располагается вблизи поверхности контролируемого изделия 12. Преобразователь включен в схему, которая содержит высокочастотный генератор 13, усилители 14 и 15, имеющие основной и корректируемые входы, осцил- лограФ 16, диод 17, ограничитель 18, пропускающий только напряжение, превьппающее заданный уровень, усилители 19 и 20, диФФеренциальные усилители 21 и 22, стрелочный индикатор40 23, индегратор 24 с малой постоянной времени для выдепения огибающей выпрямленного высокочастотного напряжения, индикатор 25 с большой постоян-.45 ной времени цля выделения среднего уровня огибающей, индикатор 26, индикатор 27 "перекос+деФект".Токовая обмотка возбуждает,в магнитопроводе 1 магнитный поток ф, (изображенный пунктиром), который в результате перепада магнитного сопротивления в области щели 2 выпучивается в сторону контролируемого изделия 12. При отсутствии изделия, а такжепри установке его поверхности перпендикулярно оси симметрии преобразователя, магнитный поток ф выпучива" ется симметрично относительно щели 30 Указанная цель достигается тем, что преобразователь снабжен дополнительной измерительной обмоткой, состоящей из двух встречно включенных полуобмоток, магнитопровод выполнен С-образным, на внешней его поверхности симметрично от краев и перпендикулярно щели выполнен дополнительный паз, в котором напротив щели имеется сквозное отверстие, а допол О нительная измерительная обмотка уложена в дополнительном пазу и проходит через щель и сквозное отверстие.На фиг. 1 представлена конструкция преобразователя; на Фиг. 2- то же в 15 разрезе; на фиг. 3 - расположение измерительных обмоток относительно контролируемого электропроводящего изделия; на Фиг, 4 - блок-схема включения преобразователя, 20Преобразователь содержит С-образный магнитопровод 1, со щелью 2,пазы 3 и 4, дополнительный паз 5, отверстие 6, токовую обмотку 7, первую измерительную обмотку 8, вторую 25 измерительную обмотку 9, состоящую из двух встречно-включеннык полуобмоток 1 О и 11. 2фи пересекая первую измерительную обмотку 8 в двух противоположных направлениях, наводит в ней ЭДС разных знаков, одинаковых амплитуд, которые взаимно компенсируются. При угловом перемещении изделия 12 симметричность выпученного магнитного потока разрушается,и в измерительной обмотке 8 наводятся ЭДС разных знаков и разных амплитуд. Суммарное напряжение на выходе первой измерительной обмотки 8 равноО =М 1 с )ъ со 5 с 1 соз ий угде Ч - максимальное напряжение расИ Асогласования на первой измерительной обмотке 8;- коэФФициент пропорциональности;- угол между осью симметрииХ преобразователя и нормальюк поверхности изделия 12 вточке контроля.А - угол между осью Е и проекцией на плоскость Е нормали кповерхности иэделйя 12 вточке контроля;й - частота питания токовой обмотки 7.,Магнитный поток ф, возбуждаемый вмагнитопроводе 1 токовой обмоткой 7,не пересекает вторую измерительнуюобмотку 9, и ЭДС в ней не наводится.При установке поверхности изделия 12перпендикулярно оси симметрии Х преобразователя вследствие симметричности русел вихревых токов, наводимых в изделии относительно этой оси,тангенциальные составляющие магнитного поля вихревых токов не пересекают вторую измерительную обмотку 9и не наводят в ней ЭДС. При угловомперемещении изделия 12, симметричностьрусел вихревых токов относительно Хнарушается, тангенциальные составляющие магнитного поля вихревых токовпересекают полуобмотки второй измерительной обмотки 9, и наводят в нихЭДС. За счет встречного включения полуобмоток 10 и 11, ЭДС, наведенные вних, складываются с одинаковой полярностью, Суммарное напряжение на выходе второй измерительной обмотки 9равно:=0 К рзг 1 д.со 5 ий,Мд Фцгде- максимальное напряжение рассогласования на второй измерительной обмотке 9,Формула изобретения Вихретоковый преобразователь, содержащий замкнутый магнитопровод сощелью и пазамй, выполненными на внешней боковой поверхности магнитопровода на одинаковом расстоянии с двухз сторон щели, параллельно. ей, уложенную в пазы, измерительную обмоткуи симметричную относительно щели токовую обмотку, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, сцелью повышения назо дежности и расширения диапазона контролируемых изделий, он снабжен дополнительной измерительной обмоткой,состоящей иэ двух встречно включенныхполуобмоток, магнитопровод выполнен С-образным, на внешней его поверхности симметрично от краев и перпендикулярно щели имеется сквозноеотверстие, а дополнительная измерительная обмотка уложена в дополнитель 40 ном пазу и проходит через щель исквозное отверстие.Источники информации,. принятые во внимание при экспертнзе 5 . 847 Кроме того, напряжение на выходе измерительных обмоток 8 и 9 появляются при наличие в зоне контроля дефекта, так как дефект также нарушает симметрию русел вихревых токов от 5 носительно оси симметрии Х преобразователя. Вносимое в токовую обмотку 7 полное сопротивление функционально определяется зазором 11 между преобразователем и изделием 12, а так же изменяется при возникновении дефекта в,зоне контроля. Изменение вносимого полного сопротивления приводит к модуляции амплитуды высокочастотного напряжения, подводимого к токовой обмотке 7 с генератора 13. При угловых перемещениях изделия 12 относительно преобразователя на экране осциллографа 16 виден луч в виде линии. Длина определяется углом р а угол ее наклона - углом ( На вход Е осциллографа 16 подают положительные полупериоды высокочастотного напряжения, снимаемого с токовой обмоткой 7, они модулируют половину линии на яркость. Одновременно их амплитуда изменяется в функции от зазора между, преобразователем и изделием 12, следовательно, и яркость меняется в функции от забора, Кроме:того модуляция .по яркости половины линии позволяет разрешить неоднозначность в определении стороны углового перемещения изделия 12 (угол О( ). Для удобства измерения длины и угла поворота линии, на экране,осциллографа нанесена градиурованная сетка. На корректирующие входы усилителей 14 и 15 подается напряжение, амплитуда которого изменяется в функции между преобразова-. телем и изделием 12. Это позволяет значительно уменьшить погрешность измерения углового перемещения изделия 12 при вариации зазора, который 4 Б контролируется по стрелочному индикатору 23. С помощью дифференциального усилителя выделяются скачки огибающей, возникающие при появлении 182зв зоне контроля дефекта. Сигнализация о наличии дефекта осуществляется индикаторами 26 и 27.Преобразователь позволяет одновременно измерить зазор между преобразователем и изделием, измерить степень и направление углового перемещения изделия, выявить дефекты, появляющиеся в зоне контроля в результате сканирования преобразователем.Кроме того, появление дефектав зоне контроля вызывает, скачок напряжения как на токовой, так и на измерительных обмотках, что понижает вероятность пропуска дефекта. 1. Авторское свидетельство СССРУ 496459, кл. 0 01 И 27/86, 1972.2. Авторское свидетельство СССРВ 577449, кл. С 01 й 2786, 1978