Устройство для обнаружения локальных дефектов стальных канатов
Изобретение относится к области неразрушающего контроля состояния канатов из стальной ферромагнитной проволоки. Устройство для обнаружения локальных дефектов стальных канатов стальных канатов 1 состоит из постоянных магнитов 2, предназначенных для создания намагничивающего потока 3, обеспечивающего продольное насыщение материала проволок стального каната 1, магнитопровода 4, который служит для подведения магнитного потока 3 к стальному канату 1, и магнитопровода измерительного узла, который состоит из трех элементов 5, из которых два крайних одинаковы и установлены симметрично, с зазорами относительно среднего элемента, в которых симметрично располагаются магниточувствительные датчики 6, параллельно оси каната 1. В местах установки магниточувствительных датчиков 6, на элементах 5 магнитопровода измерительного узла имеются концентраторы 7 магнитного потока рассеяния 8. Концентраторы 7 магнитного потока рассеяния 8, выполняются в форме выступов элементов 4 магнитопровода измерительного узла. Выходы магниточувствительных датчиков 6 подключены к регистрирующей аппаратуре 9, включающей в себя блоки нормирования сигналов 10, обработки 11 и отображения результатов 12.
Изобретение относится к области неразрушающего Контроля состояния канатов из стальной ферромагнитной проволоки.
Уровень техники в области неразрушающего магнитного контроля подобных объектов может быть представлен следующими известными решениями.
Известно устройство для обнаружения локальных дефектов стальных канатов (DE 19601707 А1, ФРГ, МПК G 01 N 27/83). 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.
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.
Устройство (RU 2204129 С2, РФ, МПК 7 G 01 N 27/82) для обнаружения локальных дефектов протяженных ферромагнитных объектов, которое, содержит намагничивающий узел в виде магнитопровода с расположенными на его концах магнитными полюсами (постоянные магниты), измерительный узел в виде расположенного между полюсами намагничивающего узла. магнитопровода и магниточувствительных датчиков и блок обработки сигналов магниточувствительных датчиков. Магнитопровод измерительного узла выполнен состоящим из трех элементов, расположенных вдоль оси канала для прохождения контролируемого объекта, из которых два крайних одинаковы и установлены симметрично и с зазором относительно среднего элемента, а магниточувствительные датчики измерительного узла установлены попарно на линии, параллельной оси канала, для прохождения контролируемого объекта в зазорах между средним и крайними элементами магнитопровода измерительного узла.
К недостаткам следует отнести невысокую точность обнаружения локальных дефектов вследствие того, что поток рассеяния, вызванный локальным дефектом, равномерно распределяется по магнитопроводу измерительного узла и магниточувствительными датчиками фиксируется лишь его часть вследствие практически одинакового магнитного сопротивления между его элементами.
Задачей изобретения является повышения точности и достоверности обнаружения локальных дефектов стальных канатов.
Поставленная задача решается при помощи устройства для обнаружения локальных дефектов стальных канатов, которое состоит из постоянных магнитов, предназначенных для создания намагничивающего потока, обеспечивающего продольное насыщение материала проволок стального каната, магнитопровода, который служит для подведения магнитного потока к стальному канату, и магнитопровода измерительного узла, который состоит из трех элементов, из которых два крайних одинаковы и установлены симметрично, с зазорами относительно среднего элемента, в которых симметрично располагаются магниточувствительные датчики, параллельно оси каната. В местах установки магниточувствительных датчиков, на элементах магнитопровода измерительного узла имеются концентраторы магнитного потока рассеяния, позволяющие сосредоточить его в месте их установки, благодаря чему повышается соотношение сигнал/помеха и тем самым возрастает точность и достоверность обнаружения локальных дефектов Концентраторы магнитного потока, выполняются в форме выступов элементов магнитопровода измерительного узла, ширина которых равна ширине активной зоны магниточувствительных датчиков, а длина определяется вычитанием зазора, необходимого для установки магниточувствительного датчика из половины расстояния между элементами магнитопровода измерительного узла, причем величина зазора для установки магниточувствительных датчиков много меньше, чем зазор между элементами магнитопровода измерительного узла. Выходы магниточувствительных датчиков подключены к регистрирующей аппаратуре, включающей в себя блоки нормирования сигналов, обработки и отображения результатов.
На фиг.1 показан общий вид устройства для обнаружения локальных дефектов, на фиг.2 - распределение потоков рассеяния при наличии локального дефекта.
Устройство для обнаружения локальных дефектов стальных канатов стальных канатов 1 состоит из постоянных магнитов 2, предназначенных для создания намагничивающего потока 3, обеспечивающего продольное насыщение материала проволок стального каната 1, магнитопровода 4, который служит для подведения магнитного потока 3 к стальному канату 1, и магнитопровода измерительного узла, который состоит из трех элементов 5, из которых два крайних одинаковы и установлены симметрично, с зазорами относительно среднего элемента, в которых
симметрично располагаются магниточувствительные датчики 6, параллельно оси каната 1. В местах установки магниточувствительных датчиков 6, на элементах 5 магнитопровода измерительного узла имеются концентраторы 7 магнитного потока рассеяния 8. Концентраторы 7 магнитного потока рассеяния 8, выполняются в форме выступов элементов 4 магнитопровода измерительного узла. Выходы магниточувствительных датчиков 6 подключены к регистрирующей аппаратуре 9, включающей в себя блоки нормирования сигналов 10, обработки 11 и отображения результатов 12.
Участок стального каната 1 продольно намагничивают до состояния магнитного насыщения с помощью постоянных магнитов 2, являющихся источником магнитного потока 3, и магнитопровода 4. Магнитопровод измерительного узла состоит из трех элементов 5, из которых два крайних одинаковы и установлены симметрично, с зазором относительно среднего элемента. В местах установки магниточувствительных датчиков 6, на элементах магнитопровода 5 измерительного узла имеются концентраторы 7 магнитного потока рассеяния 8. Выходы магниточувствительных датчиков 6 подключены к регистрирующей аппаратуре 9, включающей в себя блоки нормирования сигналов 10, обработки 11 и отображения результатов 12.
В процессе контроля стального каната 1 при появлении его локального дефекта возникает поток рассеяния 8, захватываемый элементами 5 магнитопровода измерительного узла. Без концентраторов 7, поток рассеяния 8 пересекает воздушный зазор между элементами 5 магнитопровода измерительного узла относительно равномерно распределенным, вследствие высокой их проводимости, с некоторой долей концентрации в месте расположения локального дефекта. Благодаря наличию концентраторов 7, магнитный поток рассеяния 8 пересекает воздушный промежуток между элементами 5 магнитопровода измерительного узла в месте установки магниточувствительных датчиков 6.
При контроле состояния стальных канатов устройство перемещеается относительно него и производится поиск локальных дефектов по его длине. Синхронизация показаний по длине осуществляется при помощи датчика длины, технические решения для которого широко известны и поэтому не приведены.
Предлагаемое техническое решение позволяет увеличить точность и достоверность обнаружения локальных дефектов и тем самым повысить безопасность эксплуатации стальных канатов.
Устройство для обнаружения локальных дефектов, состоящее из постоянных магнитов, магнитопровода, измерительного узла, который включает в себя три элемента магнитопровода, из которых два крайних одинаковы и установлены симметрично с зазором относительно среднего, между которыми расположены симметрично попарно на одной линии, параллельно оси каната, магниточувствительные датчики, выходы которых подключены к регистрирующей аппаратуре, включающей в себя блоки нормирования сигналов, обработки и отображения результатов, отличающееся тем, что на элементах магнитопровода измерительного узла выполнены концентраторы, которые имеют форму выступов, в местах установки магниточувствительных датчиков.
