Вихретоковый преобразователь

)5 6 01 И 27/90 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНО достоверности контооля за счет отстройки от влияния ориентации.края объекта и эа счет повышения чувствительности преобразователя к поперечному смещению края объекта. В вихретокавом преобразователе, содержащем возбуждающую обмотку и две измерительные обмотки, вторая измерительная обмотка выполнена идентично первой и повернута относительно нее в плоскости витков на 900, а возбуждающая обмотка выполнена в виде четырех одинаковых квадратных секций, расположенных в одной плоскости так, что они образуют квадрат с центром на оси преобразователя, и соединенных междусобой таким образом, что направления токов в сопряженных участках секций совпадают. б ил,ю итут ЗОВА- ольнать лсечных кта отб разо- шение кой ВТП позвоние и угол отклоьно нормалироп роводящеготвие разной кох обмоток затруя направленияП или ориентациго объекта соотвии углового иния этого края отн правле сител элект тельны влияни оси ВТ водя ще делен смеще Наиболее бл ности к предлаг вый преобра возбуждающую тушки и изме двух встречно в ющих восьмерк лельно катушк симметрично ее воположно другиэким по технической сущаемому является вихретокоэователь, содержащий обмотку в виде круглой карительную обмотку в виде ключенных катушек, образуу, расположенных парале возбуждающей обмотки оси и диаметрально протидругу,ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОбРЕТЕНИЯМ И ОТКРЬПИЯМРИ ГКНТ СССРАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСт;(56) Авторское свидетельство СССР(57) Изобретение относится к контризмерительной технике и может быпользовано для измерения поперсмещений злектропроводящего объеносительно оси вихретокового пресвателя, Цель изобретения - павы Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для измерения угловых и поперечных смещений электропроводящих объектов относительно оси вихретокового преобразователя,Известен вихретокояый преобразователь (ВТП), содержащий возбуждающую и две измерительные обмотки. Возбуждающая обмотка намотана на С-образный магнитопровод с прорезью, первая измерительная обмотка прямоугольной Формы расположена в двух пазах, выполненных параллельно и симметрично проре-, зи в магнитопроводе, вторая измерительная обмотка состоит из двух полуобмоток, расположенных в пазах на внешней окружности магнитопровода гак, что их витки проходят через прорезь в отверстие, вьполненное в магнитопроводе диаметрально противоположным прорези,яет определять нанения его оси отнок поверхности объекта. Однако нструкции иэмериднена отстройка от углового смещения и края электропроетственно при опрели поперечного осительно оси ВТП, 18 ДОСТЗТКОг 4 ИЗБЯСТНОГО 1П йВЛйет.;йи 13 кай дОстов 8 рность контролй уГловых иПОПРОВЧНЫХ С 48 ЬЦЕНИЙ 3;8 КТРОПРОВОдйеЭ 1 ХОбьектов иЗ-за н 8 возмОжности отстроитгйОТ ВЛИйиий а РЕЗУЛЬТЗТЫ КОНТРОЛй ОРИЕгетзции их крз 8 В Б пабочей плоскбсти БТГ,П 17 И ООИВНгац 4 И Край Зл КТрОПрОБОдйше: Ообьекез эртог(эзль 0 обгцей стор( н"-. .-.-Гу:ееэог 48: ОГО, е НВДОес 5 ЗТКЗ" е . 3 ВЕСгее,.Э.1 ее ОТНОСИЭСй Неифка 1 гейесг(В:ТР 7 ОСТЬ ЕПК ЭПеврЕЧНГее 4 еее С" д.ее 5 ее 10 К "Зе СеОЪЕКТЗ,ПЭ(ЭЭ,йсне-той ТЕМ ЧТО ОбЭ 4;, естоЭОе,;,5ЧБК ИЗМ 80 ИТЕЛЬНОЙ ООМОткг, 0.Эразуюц",8езэееасть Не 1.ебрлЬ,еейе е.еейе,ТБИЗЧЬНе;ти К еие -МРНВНИйг НЗПРЯже.:Н(е: и ЗГВКТЭОгзаге.7 ГНС 0 Полл 1" П(СЛЗ ЭИХРевХ ОКОВ.Озб:че(ДЕННЬХ В ЗЛВКТ 1 ееЭОезвоЭЧЭБее ОбьехОЗ 31 еЕС 8 ееы В ПгееоскостиОае,",е 051,";ИЕПОЕСЬ ЦЭЗОшее ДИЗМЕТО .(Зт":;,ееек ИБМЕг.-, -егеЛЬНОЙ ОбМОТКИ,1.еЕЛЬеео ИЗОЭгЭЕГЕНИй йвлйЕТСя ПОВЫШЕНИЕ ее(Эстогйре.(ечтее Кпнтреойе йа (еР0 г"СтЭОЙ КИ От ВЛ Ий и еи й Ое 18 НТЗ ИИ И КОЗЛОбЬРКтй И "З СЧВТ ГО"-Ьц=Члйе Ч еер"Т=р:1ОСТИ П г 7 е еЭ:. Р З ф. Р ге З те Ч йезеае еегЭ Кай 00 е:(Э Е.7(",БРР,; ,"Ч 11 РЛЬости ЗЕтсч тй 4В йхрВТОКОБОМ Г,ЭЕ(ебоазоваеч Еле длй еасе.":.3 эееа еэ:.цего кОнтперй сеэреожзцем Бозб"х(ДаеОГЦУЮ Оеб 14(ТеУе И Рае;По.ОХ(8 нь.е, СоСТОООНЫ ОДНОГО ИЗ 88 ТОЭЦОВ .ВЕ ИЗ(43 ЭпеТЕЛЬЫС ООМОТКИ, ОДНЗ "3 КОТОРЫ . ВЬПоел 8нз ао ьм 8)кс О(эрвйнсй и витки ОсяхОомотОК Рае.;Пеоло",(8 ее Ы В ПЯРЯечее 1 ЕРЬНЫ е( ЭЛОС 00:,йХ, БтЭра й ИЗМе(йесьетепеЬ Вй О:. ееЭТЕсе Б.-.4ПОЛНЕНР ИДЕНТИЧНО чезргао,еГОВЕрНу. ЗО еЭе Итег Не е ВР е 1 ПЛ(ее, геети ГГ, Тс(:,Р НРзг,.жрче 1,е, О жгет;а е ео. е 1 де Г 1 Вигг.ЧетЫРее( ОДИНЗКСБ Х КВ;:,:".г,;. Г.;е Х е 8(011рас 10 ЛОХ:.81 Ых ВОЗНОЙ ГЬ 5 ПСКОет.; таК епееОни ебреааеегеоте ";1 Б 7 реает ",;8 Эт".езМ Нс, Си:17 еЭЕ еееразовге ;.ге:е И(с,Г,1 е ееНЬ . МРжду е 0 бей гое;ЛевеОВ:еЕйевер,;Б; етг ее" г-,авйеп. еейТОКОРРСПе ееЭеех, 817 ЫЭ УЧЗС" КЗХ СЕ 5.(еи ел ев 7 З"дают,ВЫП.Э 11 НВНИее Бтооезй ИЗМВ:;ИТ;:.ЬНОЙ Об ТКИ И 8 НТИеег.1 ПЕЭБОЙ, НО ПОБЕОНе Гоете Оее" НОСИТВЛЬНО Нее В ПЛОСХостее БИ" Ков е.е э ПОЗВОЛйеТ епсеу 5 ИТЬ НН РЫХОД 8 5 ТП СеигнеЛ., НЕ ЧУВСТВ 1 ТЕЛЬНЬ 71 5( ОРИ;:НТЗЦИИ .7 Эей Ооь.ЕКГае ЧТО 70 йьеШЗЕ" ДоезтегЭБЕЭН(ЭСТЬ КоеТРО- .ФОМЕ ТОГО, ВЫГоеЬ 185 е БОЗеЭужда 0 цеЙ с"готки в Виде Че;ырех ОДИНЗКОБ 1 еХ (вад 1- ез 11 ЫХ СЕКЦИЙ езаспеЗЛОЖЕеНКХ 6 ОД 0 Й ГЮ(есхерст ТЗКЧТО Оее:.е Обраауеот КвадраТ " ценером нз оси преобрар".:.;атей.е и соединенных 4 еэкду собои пОследовзтельно эак.ТО НЗПР "е 5:"ЕН"й ТОКеБ й ГОПЭйЖЕННЬХ 1 ееФстках секций совпадают. позволйет сблизить эуслз Вихр 8 Вых токоВ, наводимых ВПРоводйецем обьекте, и наиболее ЧУвствиТЕЛЬНЫ 8 К ИЗМВНЕНИЮ ВРЛИЧИН ВИХРВВЫХ ТО:,(ат ".Бек, что повышает чувствительнОсть кпопеОРчнойу с 148 цениО к,эай Обь 8 ктз, т,8,Пой-еШ-" ДОС ОаеЭеОСге КОНТРОлй-."Б +1(г.1 изображе, ВТеП с условно разе:Есе-,Нцмег, еОе;.".".1 еП 0: ЬотКЗМИ, НЗМОзн ными ГОкаЗанным стрел(ЗмиНаело;,1,.еаиееее 5 йее; На фИГ.2 - ВЗРИЗН СХЕМеЬеПОЛеКЛКеЕНИР Е, На (еЭИГ,З РаеСГРЕДелееН 48 ЗКВИЧО егепе,."еиа 7 ЬЫЭе ЛИНИЙ ВОЗбУЖДЗЮцей ОбмотКИ ЦП; НЗ фиг,4 И е " ВЗЗИМН 08расп.лоекение электро.ерэводйдега Обьзке О(ре ОЙТна гьиГ геГГафик файис"Ги Из 4 НЕН;:-,д ОГ 4 еба 5,;Ц, 1 ВЫХОДНОГОСнг ЗЛЗ 13 МЕрИТБЛЬНЬХ Об 40 ОК (.еП ОТ По 0 РеееН(ГО И У ЛОБого С 18 ЦЕНИе РОТНО.;ет,:ЭЛЬ;5(00 ьеКЧ З,ЯиеХР 5 ЭтОКОВе 7 ПОЕОбРЗЗОВат 8 ЛЬ СОДВР;-",еет е,;эеиг,1) ВОЭбуждзюцуйэ Обмотку 1 и рзсгО:ОР"РЧчеЕ "П "тооонь: ОДНОГО ИЗ Ре ТОРЦОВ2".е:ЬЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ОбМОТКИ 2 И 3, ВцПОЛьО восьмеркообразными.итки всехге"4 ОТОК Ой-ПОЛ е.Э НВ ПррРгЭРЧ ЧЫХ ПЧО",Ко; Тйх, 1 Э:ЭреЭЭЖДЗКЭ;.Зе- Об 740 ТКЗ 1 СОСТОИТе-ПР," РГеиРе(.ВЬет К йдеЭЗе НЫХ СЕКЦИЙ3, 1 б, ", .Г., 03( еореЭЭеезнЫХ В ОДНСеИ ПЛОостее -еах ЧЭО СИИ Образе,.ют квеадрат С цен;1.;е 5, Р Р 0;0 а 3 г В а;- Р Р й008 ДИНЕННЫХ ЬееКДУ Соечой Г 1 ОСЛ 8 ДОВЗ".8 ЛЬНОтак, чг(э нправлений токов В сопрйженныхЯб еечаСТкаее г ее(ц:,еЙ е;ОВПЗД ЭЮТ, П 8 рвай ИЗМЕре 7-"ЛЬНЗВ Об;1 еЭЭК" е СО-тоиг ИЗ двук ВстречВК 0 ев.;ЫХ КатуШЕК 2 я И 2 О.РЗСПОБОЖВННЫХ С.О:.;ГРИЧЧО ОТНОСИТЕЛЬНОоси ОО БТП так, что периметр каждой из них.":.1 СГЕБГ;ЗДезет С ПЕР,"МетЭОМ Одной И 3 ПЗР СОл 11 4(кд гобой сРкий возбуждаю ЦейОбмотки 1, вкг 0 ченньХ встречно, т е. париЗ СОВПЗП РТ С "8 ПИМРТООМ1 е,4 РтР КЗТУеКИ. 1-.,Ре:.1,:,.-. геоееЭ,е;7 ЗеЭЫе СЕКций 1 б - В ДЭООЗйее "78 Рее 7 еее" НйГ 40 тка 3 ИГеР еЧНЗ ПРРВОЙелез 4 еврИТее.Ь 50 йе Об 140 КЕ 2, НО ГОверНута ОТносительнс нее В плоскости Бнткоз нз 9т.е. Вторзй из 7:сетегЬная обмотка 3 состо.-,еЭ ИТ:, е 7-.у( Хату 1 ЕК йе-:,. И,Эб, рЯСПОЛОЖ 8 ННЫХтаК,:.;ТО ПЕР 4 М.ЭеР КатУШКИ .7 З СОВПЗДаЕт С" ем(т "е "еоы СЕ 1 Й 1 Г -З ПЕриМЕТЭ КатуШКИ Зб - С Пе.;ИМ 87 роем Г 7 аеЭЫ СЕКЦи; 18 -б эозоуждзюцей Обьеоткиз 5 атушкк За и Ь;-. (ГЮчец встречно. Одиниз вариан;ов схемы подкгночений БТП содеожиг генератор 4 высокочастотного тока,к котоРОмУе поДключенз возбУЖДЗ 0 дай Об 14 огка . Первая изг 48 рительнай обмотка 2чзре;: ЗМ;Ь Итчднв;е,ЭЕТЕКТОЭ О;", Вторай 13мерительная обмотка 3 через амплитудныйдетектор 6 подключены соответственна кпервому и второму входам сумматора 7.Выход сумматора 7 соединен с входом индикатора 8, в качестве которого может бытьиспользован, например, стрелочный вольтметр. При измерениях ВТП расположенвблизи плоского электропроводящега объекта 9 с краем 9 а.ВТП работает следующим образо."ьПа вазбужда 1 ащей обмотке 1 протекаетвысокочастотный ток, пастуг ающий с генератора 4 высокочастотного тока. ЭДС, наво 1димь:е электромагнитным полемвозбуждающей обмотки ; в катущках измерительных обмоток 2 и 3, вэаиакомпен:ируются, В случае, когда в качестве объекта9 используется электрапровадящее голупространства и ось ОО ВТП расположенаортоганально повеахности объекта 9, наводимые в кагушках измерительных обмоток2 и 3 ЭДС также взаимокомпенсируктся,поскольку поле вихревых токов симметрично относительно оси ОО ВТП,Рассмотрим случай определения величины поперечного смещения края 9 а плоского электропровадящего объекта 9относительно аси ОО ВТП, ориентированной ортаганально поверхности этого объекта 9,Коай Зг плоского электропроводящегаобъекта 9 находитг я та;да вблизи центра Орабочей плоскости ХУ ВТП. Симметрияэлектромагнитного поля в этом случае нарушается и на выходе измерительных. обмоток 2 и 3 появляются напряжения.;Оз= Кз 3 пфзпр созв,где 1 - время; м - угловая частота пита:эщего тока; 3 - угол между осью У в рабочейплоскости ХУ вихаетоковаго преобразователя, и проекцией края 9 а элктроправодящегообъекта 9 на э 1 у плоскость; К 2, Кз - коэффициенты, функционально связанные с поперечным смещением ,. края 9 э объекта 9стнасительно оси ООВТП. При идентичности измерительных обмоток 2 и 3 коэффициенты К 2 и Кз равны между собой(К 2 = Кз==К). Тогда на выходе сумматора 7 присутствует напряжение Оз = К(эп Р+ сов р) = К,которое не зависит от угла 3 ориентациикрая 9 а объекта 9 в рабочей плоскости ХУВТП, Напряжение на выходе сумматора 7индицируется индикатором 8 и по нему су д.,т о поперечном смещении края 9 а объекта 9 относительно оси ООВТП. Таким образам, в предлагаемом ВТП выходной сигнал пропорционален поперечному смещению края 5 объекта 9 з и не зависит от угла /3 ориентации этого края в рабочей плоскости ХУ ВТП, что повышает достоверность контроля этого смещения.Зависимость изменения коэффициента 10 К от смещения Л края 9 а объекта 9 имеетмаксимум при пересечении края 9 а осью ОО ЛП. Эквипотенциальные линии электрол;агнитного поля возбуждающей обмотки 1 (фиг.З) и как следствие паля вихревых токов 15 расположены с максимальнои плотностьютакже вблизи оси ООВТП и вдаль общих сторон катушек 2 а,.2 б и За, Зб измерительных обмоток 2 и 3. По этой причине при максимальном напряжении О, на выходе 20 сумматора 7 расстояние между сторонамикатушек измерительных обмоток 2 и 3 и руслами возбуждаемых в объекте 9 вихревых токов наибольшей величины получается наикратчайшим, что повышает уровень 25 ЭДС, наводимых электромагнитным полемвихаевых токов в этих катушках и, следовательно, повышает чувствительность ВТП к поперечным смещениям края 9 а объекта 9, т,е. повышает достоверность контроля сме- ЗО щений объекта 9,35 40 45 50 55 Формула изобретения Бихретокавый преобразователь для неразрушаюшего контроля, содержащий возбуждающую обмотку и расположенные са стороны одного из ее торцов две измерительные обмотки, одна из которых выполне.на восьмеркоабразнай, а витки всех обмоток расположены в параллельных плоскостях, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля за счет отстройки от влияния ориентации края объекта и за счет повышения чувствительности преобразователя к поперечному смещению края объекта, вторая измерительная обмотка выполнена идентично первой и повернута относительно нее в плоскости витков на 90, а возбуждающая обмотка выполнена в виде четырех одинаковых квадратных секций, расположенных в, одной плоскости так, что ани образуют квадрат с центром на оси преобразователя, и соединен н ых между собой посл еда вател ьно так, чта направления токов в сопряженных участках секций совпадают.,г,Р Корректор Т. Палий Редактор Ю, Середа Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина,аз 2" ВНИИ оставитель Е. Михайковехред М.Маргентал Тираж ПодписноеГосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035. Москва, Ж, Раушская наб 4/5