Устройство обнаружения локальных дефектов стальных канатов

Изобретение относится к области неразрушающего контроля состояния канатов из стальной ферромагнитной проволоки. Техническая задача, решаемая полезной моделью, состоит в повышении достоверности обнаружения локальных дефектов стальных канатов путем введения магниторезистивного датчика в состояние насыщения и получение линейной зависимости выходного сигнала. Для решения этой технической задачи предлагаемое устройство содержит намагничивающий модуль, включающий магнитопровод с расположенными на его концах магнитными полюсами, обращенными к каналу прохождения контролируемого каната с ферромагнитными вставками; измерительный модуль в виде расположенного между полюсами намагничивающего модуля экрана с анизотропными магниторезистивными датчиками, удерживающимися стопорными кольцами и блока обработки сигналов анизотропных магниторезистивных датчиков, причем экран состоит из магнитопровода и постоянных магнитов.

Полезная модель относится к области неразрушающего контроля состояния канатов из стальной ферромагнитной проволоки.

Известно устройство для обнаружения локальных дефектов стальных канатов. Устройство состоит из постоянных магнитов, магнитопровода, и расположенного между постоянными магнитами измерительного узла. Последний выполнен в виде магнитопровода Ш-образного сечения, на среднем участке которого в зазоре установлен магниточувствительный датчик - датчик Холла. Его выход подключен к блоку обработки сигналов датчиков. По сигналу магниточувствительного датчика измерительного узла судят о наличии локального дефекта. (DE 19601707 А1, ФРГ, МПК G01N 27/83)

Устройство имеет недостаток, заключающийся в недостаточной достоверности обнаружения локальных дефектов, что вызвано формой сечения магнитопровода измерительного узла и расположением магниточувствительного датчика в зазоре средней его части. При попадании дефекта в зону чувствительности датчика, поток рассеяния, вызванный дефектом, разделяется на две части. Одна проходит через зазор с датчиком Холла, а другая - через магнитопровод, минуя датчик. Из-за этого приращение магнитной индукции, вызванное дефектом, в месте расположения датчика Холла уменьшается, и следовательно, уменьшается сигнал от дефекта, и соответственно отношение сигнал/помеха.

Известно устройство для обнаружения локальных дефектов стальных канатов, взятое за прототип, содержащее намагничивающий узел в виде магнитопровода с расположенными на его концах магнитными полюсами, обращенными к каналу для прохождения контролируемого объекта, измерительный узел, в виде расположенных между полюсами намагничивающего узла анизотропных магниторезистивных датчиков, удерживаемых стопорными кольцами, и блока обработки сигналов.

Намагничивающий узел состоит из магнитопровода, постоянных магнитов, предназначенных для создания намагничивающего потока, и ферромагнитных вставок, охватывающих контролируемый объект. Под ферромагнитными вставками вдоль всего намагничивающего узла размещена прокладка из неферромагнитного металла, которая предохраняет от повреждения измерительный узел.(RU 68699 U1, РФ, МПК 7 G01N 27/82)

К недостаткам устройства-прототипа следует отнести снижение достоверности обнаружения локальных дефектов стальных канатов вследствие нестабильности работы магниторезистивных датчиков при определенной величине магнитной индукции, что приводит к выходу их из состояния насыщения и изменению линейного характера выходного сигнала на нелинейный, соответствующий функции cos ².

Техническая задача, решаемая полезной моделью, состоит в повышении достоверности обнаружения локальных дефектов стальных канатов путем введения магниторезистивного датчика в состояние насыщения и получение линейной зависимости выходного сигнала.

Для решения этой технической задачи предлагаемое устройство содержит намагничивающий модуль, включающий магнитопровод с расположенными на его концах магнитными полюсами, обращенными к каналу прохождения контролируемого каната с ферромагнитными вставками; измерительный модуль в виде расположенного между полюсами намагничивающего модуля экрана с анизотропными магниторезистивными датчиками, удерживающимися стопорными кольцами и блока обработки сигналов анизотропных магниторезистивных датчиков, причем экран состоит из магнитопровода и постоянных магнитов.

Полезная модель иллюстрируется чертежами, где изображены:

на фиг.1 - схема размещения намагничивающего и измерительного модулей, а также направление векторов магнитной индукции.

Устройство обнаружения локальных дефектов стальных канатов, содержащее намагничивающий модуль 1 включающий магнитопровод 2 с расположенными на его концах магнитными полюсами 3, обращенными к каналу прохождения контролируемого каната 4 с ферромагнитными вставками 5, предохраняющими от повреждения измерительный модуль 6. Намагничивающий модуль 1 предназначен для введения контролируемого каната в состояние магнитного насыщения, что позволит уменьшить влияние источников погрешности при регистрации локальных дефектов (механические напряжения, нестабильность зазоров, химический состав и структура проволок); измерительный модуль 6 в виде расположенного между полюсами намагничивающего модуля экрана 7, предназначенного для введения анизотропных магниторезистивных датчиков 8 в состояние насыщения и экранирующего от внешних магнитных помех, с анизотропными магниторезистивными датчиками 8, удерживающимися стопорными кольцами 9, и блока обработки сигналов 10 анизотропных магниторезистивных датчиков 8, отличающееся тем, что экран 7 состоит из магнитопровода 11 и постоянных магнитов 12.

Устройство обнаружения локальных дефектов стальных канатов работает следующим образом.

Данное устройство устанавливается на контролируемый канат так чтобы контролируемый участок находился между ферромагнитными вставками 5. При включении питания измерительного модуля 6 анизотромные магниторезистивные датчики 8 переходят в режим насыщения за счет магнитного поля, созданного экраном 7 и позволяющим получить линейный выходной сигнал, тем самым повысить стабильность работы устройства обнаружения локальных дефектов стальных канатов и увеличить достоверность обнаружения локальных дефектов. При контроле состояния стальных канатов устройство перемещается относительно него и производится поиск локальных дефектов по его длине за счет изменения угла наклона вектора магнитной индукции при появлении локального дефекта. Синхронизация показаний по длине осуществляется при помощи датчика длины, технические решения для которого известны и поэтому не приведены.

Устройство обнаружения локальных дефектов стальных канатов, содержащее намагничивающий модуль, включающий магнитопровод с расположенными на его концах магнитными полюсами, обращенными к каналу прохождения контролируемого каната с ферромагнитными вставками; измерительный модуль в виде расположенного между полюсами намагничивающего модуля экрана с анизотропными магниторезистивными датчиками, удерживающимися стопорными кольцами, и блока обработки сигналов анизотропных магниторезистивных датчиков, отличающееся тем, что экран состоит из магнитопровода и постоянных магнитов.