Коэрцитиметр

Полезная модель относится к области магнитных измерений и может быть использована при неразрушающем контроле ферромагнитных изделий, имеющих различную конфигурацию: от плоских до цилиндрической, например для труб. Заявленная полезная модель направлена на расширение номенклатуры контролируемых изделий и минимизацию влияния зазора между полюсами магнитопровода и изделием на результаты контроля, а, следовательно, и на уменьшение погрешности измерений. Для этого в коэрцитиметре с приставным Н-образным электромагнитом, содержащим магнитопровод, обмотки и феррозонд, сердечник которого является перемычкой магнитопровода, контактные поверхности разноименных пар полюсов имеют различную форму или размер. Контактные поверхности полюсов могут иметь прямоугольную, V-образную форму или форму дуги окружности. Различная форма контактных поверхностей разноименных пар полюсов магнитопровода в заявленном коэрцитиметре позволяет использовать его для контроля как листового проката, так и прокатного профиля различной формы, например труб диаметром от 6 до 100 мм и толщиной стенок до 3,5 мм, и получать результаты измерений с допустимой погрешностью при достаточно большой величине зазора между полюсами магнитопровода и контролируемым изделием. Коэрцитиметр надежен в работе, прост в обслуживании и может быть использован для неразрушающего контроля обширной номенклатуры ферромагнитных изделий различной формы.

Полезная модель относится к области магнитных измерений и может быть использована при неразрушающем контроле ферромагнитных изделий, имеющих различную конфигурацию: от плоских до круглых, например труб.

Известен феррозондовый коэрцитиметр (пат. РФ №2139550, МПК 6 G 01 R 33/12, G 01 N 27/72, опубл. 10.10.1999 г.), содержащий П-образный магнитопровод с полюсными наконечниками и феррозонд. На П-образном магнитопроводе размещены намагничивающая и размагничивающая обмотки, подключенные к источникам питания, а на феррозонде - компенсационная обмотка.

Общим для известного и заявленного коэрцитиметров является наличие в них магнитопровода, феррозонда и обмоток: намагничивающей, размагничивающей и компенсационной.

Известный коэрцитиметр достаточно эффективен при контроле изделий, совпадающих по форме с формой контактной поверхности полюсных наконечников его магнитопровода, например, плоских поверхностей, имеющих некоторые неровности (вследствие грубой механической обработки, окалину, и т.п.). Однако, его использование для контроля изделий другой формы, в частности прокатного профиля круглой формы, в том числе для контроля труб, привело бы к большим погрешностям, обусловленным наличием зазора между имеющими различную кривизну контактными поверхностями полюсов магнитопровода и поверхностью контролируемого объекта. Использование же в известном коэрцитиметре сменных полюсных наконечников с различной формой их контактной поверхности позволило бы контролировать изделия различной формы, но при этом увеличилась бы погрешность измерения, обусловленная, неточностью установки наконечников на полюсах магнитопровода и повысилась бы трудоемкость измерительных работ за счет смены полюсных наконечников. Кроме того, к недостаткам известного коэрцитиметра следует отнести необходимость подбора количества витков и величины напряжения смещения, подаваемого на феррозонд для компенсации влияния зазоров в заданном диапазоне изменения его и коэрцитивной силы.

Наиболее близким к заявленному по технической сущности является коэрцитиметр с приставным Н-образным электромагнитом (Табачник В.П., Чернова Г.С. Коэрцитиметр с приставным Н-образным электромагнитом. "Дефектоскопия", 1999, №10, с.67-75).

Известный коэрцитиметр с приставным электромагнитом Н-образной формы содержит магнитопровод, обмотки (намагничивающая, размагничивающая и компенсационная), а также феррозонд, сердечник которого является перемычкой магнитопровода. Намагничивающая и

одновременно размагничивающая обмотка размещена на участках магнитопровода, прилегающих к изделию, а компенсационная - на участках, удаленных от изделия. Полюса магнитопровода имеют плоскую контактную поверхность.

Общим для известного и заявленного коэрцитиметров является наличие в них Н-образного электромагнита, содержащего магнитопровод, обмотки и феррозонд, сердечник которого является перемычкой магнитопровода.

Известный коэрцитиметр предназначен для контроля изделий, имеющих плоскую поверхность, причем показания коэрцитиметра не зависят от наличия случайных, неконтролируемых зазоров между изделием и контактными поверхностями полюсов магнитопровода. Однако, применение его для контроля труб, прутков и т.п. привело бы к появлению дополнительного зазора вследствие уменьшения площади контакта полюсов магнитопровода и поверхности контролируемого изделия, а, следовательно, увеличению погрешности измерения.

Заявленная полезная модель направлена на расширение номенклатуры контролируемых изделий и минимизацию влияния зазора между полюсами магнитопровода и изделием на результаты контроля, а, следовательно, и на снижение погрешности измерений.

Это достигается тем, что в коэрцитиметре с приставным Н-образным электромагнитом, содержащим магнитопровод, обмотки и феррозонд, сердечник которого является перемычкой магнитопровода, контактные поверхности разноименных пар полюсов имеют различную форму или размер. Контактные поверхности полюсов могут иметь прямоугольную, V-образную форму или форму дуги окружности.

Сущность полезной модели поясняется рисунком, на котором схематично представлен один из возможных вариантов исполнения заявленного коэрцитиметра.

Заявлен коэрцитиметр, в котором приставной Н-образный электромагнит содержит магнитопровод 1 и феррозонд 2, сердечник которого служит перемычкой магнитопровода 1. На магнитопроводе 1 размещены последовательно соединенные между собой обмотки 3, 4 соответственно намагничивающая-размагничивающая 3 и компенсационная 4, подключенные к источникам питания (на рисунке не показаны). Обмотка 3 размещена на участках магнитопровода 1, прилегающих к контролируемому изделию 5, а обмотка 4 - на участках, удаленных от изделия 5. Обмотки 3 и 4 имеют одинаковое число витков, поэтому при установке магнитопровода 1 на изделие 5 разными парами полюсов 6 или 7 обмотки 3 и 4 меняются своими функциями. Контактные поверхности разноименных пар полюсов 6 и 7 магнитопровода 1 имеют разный профиль или размер. Форма контактных поверхностей полюсов 6 и 7 может быть прямоугольной, V-образной или иметь форму дуги окружности. На представленном чертеже полюса 6, обращенные к контролируемому изделию 5 (в данном случае к трубе), имеют контактные поверхности в форме дуги окружности, а полюса 7 - V-образной формы. Контактные поверхности разноименных полюсов могут

иметь одинаковую форму, но разные размеры: разные углы при вершине полюсов V-образной формы, разные диаметры дуги окружности и т.д.

Коэрцитиметр работает следующим образом. Магнитопровод 1 электромагнита полюсами 6 устанавливается на контролируемое изделие 5 (на чертеже - трубу). Через последовательно соединенные намагничивающую обмотку 3 и компенсационную обмотку 4 пропускается намагничивающий ток, который затем отключается и через обмотки 3 и 4 пропускается увеличивающийся от нуля размагничивающий ток, при этом сигнал на выходе феррозонда 2 уменьшается. Показания коэрцитиметра, соответствующие нулевому сигналу на выходе феррозонда 2, являются мерой коэрцитивной силы изделия 5. Аналогичный процесс происходит при установке магнитопровода 1 на изделие 5 полюсами 7, только в этом случае обмотка 4 будет являться намагничивающей - размагничивающей, а обмотка 3 - компенсационной.

Заявленный коэрцитиметр проходил испытания в лабораторных условиях на холоднодеформированных трубах диаметром 5-100 мм и толщиной стенок 0,25-15 мм, изготавливаемых на Первоуральском новотрубном заводе. Случайный зазор имитировался слоями бумаги, охватывающими трубу по окружности. Контактные поверхности одной пары полюсов магнитопровода имела форму дуги окружности, а другой -треугольную. Результаты испытаний сведены в таблицу.

Как видно из приведенных в таблице данных, погрешность показаний коэрцитиметра при использовании заявленных форм контактных поверхностей полюсов магнитопровода и максимальном зазоре в 1мм не превышает 12%.

Различная форма контактных поверхностей разноименных пар полюсов магнитопровода в заявленном коэрцитиметре позволяет использовать его для контроля как листового проката, так и прокатного профиля различной формы, например труб диаметром от 6 до 100 мм и толщиной стенок до 3,5 мм, и получать результаты измерений с допустимой погрешностью при достаточно большой величине зазора между полюсами магнитопровода и контролируемым изделием. Таким образом, заявленный коэрцитиметр надежен в работе, прост в обслуживании и может быть использован для неразрушающего контроля обширной номенклатуры ферромагнитных изделий различной формы.

1. Коэрцитиметр с приставным Н-образным электромагнитом, содержащим магнитопровод, обмотки и феррозонд, сердечник которого является перемычкой магнитопровода, отличающийся тем, что контактные поверхности разноименных пар полюсов магнитопровода имеют различный профиль или размер.

2. Коэрцитиметр по п.1, отличающийся тем, что контактные поверхности полюсов имеют прямоугольную, V-образную форму или форму дуги окружности.