Вихретоковый преобразователь

Союз СоветскикСоцидлистическииРеспублик ОЛ ИКАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 11 ) 8599 О 8(23) Приоритет ао делая изобретений н открытий(72) Авторы изобретения В.А. Денисов, В.Д, Фалкин, Ю.Л. Бенькович Й В. А. Шарков Куйбышевский дрдена Трудового Красного Знамени авиационный институт им. С.П.Корояева(7) Заявитель 154) ВИХРЕТОКОВЬЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ щели (11. Изобретение относится к контроль но-измерительной технике, а именно, к неразрушающим испытаниям и может быть использовано для выявления макроскопических дефектов типа нарушений сплошности в различных отраслях народного хозяйства.Известен преобразователь, содержащий кольцевой магнитопровод со щелью, на котором размещены возбуждающая и измерительная обмотки. Измерительная обмотка уложена в пазы, вылолненные на внешней боковой поверхности магнитопровода по обе стороны Известный преобразователь не обеспечивает надежный контроль ввиду малой чувствительности, связанной с тем, что в зоне щели преобразователя об 30 разуется воэмущакицее магнитное поле, созданное потоком выпучивания из щели, недостаточной пространственной концентрации. Наиболее близким к предлагаемому является вихретоковый преобразователь, содержащий замкнутый магнитопровод, размещенные на нем возбуждающую обмотку, измерительную обмотку и охватывающий магнитопровод коротко- замкнутый виток 2 .Недостатком известного преобразователя является низкая надежность и избирательность контроля к однотипным и равновеликим дефектам.Цель изобретения - повышение надежности и избирательности контроля макроскопических дефектов типа нарушения сплошности. Поставленная цель достигается,тем,. что на рабочей поверхности магнитопровода выполнены три параллельных паза, измерительная обмотка размещена в крайних пазах, а короткозамкЕутый виток в среднем пазу. Причем короткозамкнутый виток выполнен из провода, диаметр которого соизмерим с5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 линейными размерами дефектов, подлежащих выявлению.На фиг. 1 изображен предлагаемыйпреобразователь, аксонометрическаяпроекция; на фиг. 2 - схема его включения.Преобразователь содержит замкнутый магнитопровод 1, на который равномерно намотана возбуждающая двухсекционная обмотка 2, измерительнуюобмотку 3, охватывающий магнитопроводкороткозамкнутый виток 4. Нарабочей поверхности магнитопровода 1выполнены три параллельных паза 5-7,обращенные к контролируемой поверхности 8. В пазах 5 и 7 уложена измерительная обмотка 3. Короткозамкну,тый виток 4, охватывающий магнитопро вод, размещен в пазу 6. К клеммам ВГизмерительной обмотки 3 подключен линейный усилитель 9, соединенный с диодно-выпрямительной схемой О, напряжение с которой подается на фильтр 11,усилитель 12 постоянного тока и индикатор 13 дефекта. Возбуждающая обмотка 2 питается от высокочастотного генератора 4 через активно-емкостнойделитель 15,Преобразователь работает следующимобразом.При подключении возбуждающей обмотки 2 к высокочастотному генератору 14 в кольцевом магнитопроводе 1создается магнитный поток Ф (фиг.2),индуктирующий в короткозамкнутом витке 4 высокочастотный ток. Этот токсоздает вблизи витка 4 узколокальноеэлектромагнитное поле высокой пространственной концентрации, взаимодействующее за счет вихретокового эффектас контролируемой поверхностью 8. Магнитный поток короткозамкнутого витка 4 симметричен относительно измерительной обмотки 3, электродвижущиесилы 11 и 1, наводимые в этой обмотке, равны по амплитуде и фазе и взаимно компенсируются, Как следствие,напряжение на клеммах ВГ равно нулюи стрелка индикатора 13 дефекта неотклоняется. В процессе сканированияв направлении 5 контролируемой поверхности 8, в зону измерительной обмотки 3 попадает дефект, напримертрещина 16. При этом конфигурация исимметрия электромагнитного поля короткозамкнутого витка 4 нарушается,вследствие чего ЭДС 1становится поамплитуде больше ЭДС 1 . Взаимная компенсация напряжений в йзмерительной обмотке 3 нарушается и на клеммах ВГ появляется напряжение, поступающее на вход линейного усилителя 9. Это напряжение выпрямляется диодно-выпрямительной схемой О. После фильтра 11 и усилителя 12 постоянного тока оно подается на вход индикатора 13 дефекта, фиксирующего дефектДля повьппения избирательности к однотипным и равновеликим дефектам диаметр провода, из которого изготовлен короткозамкнутый виток 4, выбирается соизмеримым с линейными размерами дефектов, подлежащих выявлению. Например, диаметр провода витка 4 выбирают равным критическому поверхностному раскрыву трещины 16, подлежащей выявлению. При этом в контролируемой поверхности возбуждаются вихревые токи в области, размеры которой соизмеримы с ожидаемым поверхностным раскрывом трещины. Величина разбаланса ЭДС 1 и 1 в этом случае достигает максимальной величины, что фиксируется индикатором 13 дефекта и оператором. Остальные дефекты, неоднотипные с выявляемым, фиксируются с меньшей амплитудой отклонения стрелки индикатора 13. Вихретоковый преобразователь позволяет осуществить надежный контроль макроскопических дефектов типа нарушения сплошности металлических поверхностей за счет увеличенной пространственной концентрации возмущающего поля, возбуждающего в узколокальной области контролируемого изделия вихревые токи высокой интенсивности. Избирательность преобразователя к однотипным и равновеликим дефектам повьппается путем подбора размера сечения провода, из которого изготовлен короткозамкнутый виток. Диаметр провода витка должен быть соизмерим с линейньпчи размерами дефектов, подлежащих выявлению. При этом линейно-протяженная зона возбужденных вихревых токов соизмерима с поверхностным оаекрывомдеФектов, чем и достигается указанная избирательность. Вихретоковый преобразователь может быть использован в контролирующих системах, предназначенных для диагностики прочностного состояния деталей, для об,наружения дефектов критических размеров и для определения статистичес ких характеристик дефектных изделий.11 2. Промышленное применение элект.ромагнитиых методов контроля". ИМДНТИ им. Ф.Э, Дзержинского, 974,с,31 (прототип). 859908 6лью повышения избирательности к однотипным и равновеликим дефектам типа1. Вихретоковый преобразователь, нарушения сплошности, короткозамкнусодержащий замкнутый магнитопровод, тый виток выполнен из провода диа"в размещенные на нем возбуждающую об-метр которого соизмерим с линейнычи мотку, измерительную обмотку и охва- размерами дефектов, подлежащих вытывающий магнитопровод короткозамкну- явлению.тый виток, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения надежнос- Источнсточники информации, ти контроля макроскопических дефек О приняты во нимпринятые во внимание при экспертизе тов типа нарушений сплошности, на рабочей поверхности магнитопровода вы. Авторское свидетельство СССР полнены три параллельных паза, измери- у 577449, кл. 6 01 М 27/86, 1977. тельная обмотка размещена в крайнихпазах, а короткозамкнутый виток всреднем пазу.2. Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с цеСоставитель А, БТехред Т,МаточкТи аж 907 ро Серед7/6 бВНИИПИ Швыд нног тени д Ра с Ю а а Корректор Н.3Р ПодписноеГосударстве о комитета СССРпо делам изобре й и открытий113035 Москва Жрп кая наб. д. 4/5.Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4