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, содержит намагничивающий узел в виде магнитопровода 1 с расположенными на его концах магнитными полюсами, обращенными к каналу для прохождения контролируемого объекта 2, измерительный узел, в виде расположенных между полюсами намагничивающего узла анизотропных магниторезистивных датчиков 3, удерживаемых стопорными кольцами 4, и блока обработки сигналов 5. Намагничивающий узел состоит из магнитопровода 1, постоянных магнитов 6, предназначенных для создания намагничивающего потока 7, и ферромагнитных вставок 8, охватывающих контролируемый объект. Под ферромагнитными вставками 8 вдоль всего намагничивающего узла размещена прокладка 9 из неферромагнитного металла, которая предохраняет от повреждения измерительный узел.

Для повышения чувствительности анизотропных магниторезистивных датчиков 3 их располагают в магнитном экране 10, что существенно повышает точность и достоверность обнаружения локальных дефектов.

Изобретение 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.

Устройство для обнаружения локальных дефектов протяженных ферромагнитных объектов, содержащее намагничивающий узел в виде магнитопровода с расположенными на его концах магнитными полюсами, обращенными к каналу для прохождения контролируемого объекта и ферромагнитными вставками, измерительный узел в виде расположенного между полюсами намагничивающего узла магнитопровода и магниточувствительных датчиков - датчиков Холла 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 зазорами относительно среднего элемента, а магниточувствительные датчики измерительного узла установлены попарно в зазорах между средним и крайними элементами магнитопровода измерительного узла на линии, параллельной оси канала для прохождения контролируемого объекта. (RU 2204129 С2, РФ, МПК 7 G01N 27/82)

К недостаткам устройства-прототипа следует отнести наличие ферромагнитных вставок под определенные интервалы диаметров каната, которые необходимы для повышения достоверности обнаружения дефектов вследствие значительного уменьшения полезного сигнала при увеличении расстояния между канатом и датчиком.

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в повышении технологичности конструкции путем снижения количества ферромагнитных вставок и повышения достоверности обнаружения локальных дефектов стальных канатов.

Для решения этой технической задачи в предлагаемом устройстве, как и в известном, участок контролируемого объекта продольно намагничивают до состояния, близкого к насыщению, с помощью намагничивающего узла в виде магнитопровода с расположенными на его концах магнитными полюсами, обращенными к каналу для прохождения контролируемого объекта и ферромагнитными вставками, измерительный узел в виде расположенного между полюсами намагничивающего узла магнитопровода магниточувствительных датчиков и блока обработки сигналов магниточувствительных датчиков, причем в качестве магниточувствительных датчиков использованы анизотропные магниторезистивные датчики.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где изображены:

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

а) - при однородном контролируемом объекте, без локальных дефектов,

б) - при наличии локального дефекта в контролируемом объекте;

на фиг.2 - схема размещения намагничивающего и измерительного узлов, а также направление векторов магнитной индукции при наличие экрана:

а) - при однородном контролируемом объекте, без локальных дефектов,

б) - при наличии локального дефекта в контролируемом объекте;

на фиг.3 - зависимость амплитуды выходного сигнала от расстояния между датчиком и канатом:

а) - при использовании магниторезистивного датчика,

б) - при использовании магниторезистивного датчика с экраном.

Устройство для обнаружения локальных дефектов стальных канатов, содержит намагничивающий узел в виде магнитопровода 1 с расположенными на его концах магнитными полюсами, обращенными к каналу для прохождения контролируемого объекта 2, измерительный узел, в виде расположенных между полюсами намагничивающего узла анизотропных магниторезистивных датчиков 3, удерживаемых стопорными кольцами 4, и блока обработки сигналов 5. Намагничивающий узел состоит из магнитопровода 1, постоянных магнитов 6, предназначенных для создания намагничивающего потока 7, и ферромагнитных вставок 8, охватывающих контролируемый объект. Под ферромагнитными вставками 8 вдоль всего намагничивающего узла размещена прокладка 9 из неферромагнитного металла, которая предохраняет от повреждения измерительный узел.

Для повышения чувствительности анизотропных магниторезистивных датчиков 3 их располагают в магнитном экране 10, что существенно повышает точность и достоверность обнаружения локальных дефектов, в процессе контроля контролируемого объекта 2 при появлении его локального дефекта происходит изменение направления вектора магнитной индукции 11, что фиксируется анизотропными магниторезистивными датчиками 3.

Устройство для обнаружения локальных дефектов стальных канатов работает следующим образом:

Данное устройство устанавливается на контролируемый объект 2 так чтобы контролируемый участок находился под прокладкой 9. При контроле состояния стальных канатов устройство перемещается 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.

Изменение угла наклона вектора магнитной индукции при увеличении расстояния до дефекта происходит значительно меньше, чем изменение величины магнитной индукции, поэтому применение анизотропных магниторезистивных датчиков регистрирующих угол наклона вектора магнитной индукции позволяет расширить контролируемый диапазон диаметров канатов, тем самым снизить количество ферромагнитных вставок.

Предлагаемое техническое решение позволяет повысить технологичность конструкции и увеличить достоверность обнаружения локальных дефектов и тем самым повысить безопасность эксплуатации стальных канатов.

1. Устройство для обнаружения локальных дефектов стальных канатов, содержащее намагничивающий узел в виде магнитопровода с расположенными на его концах магнитными полюсами, обращенными к каналу для прохождения контролируемого объекта и ферромагнитными вставками, измерительный узел в виде расположенного между полюсами намагничивающего узла магнитопровода магниточувствительных датчиков и блока обработки сигналов магниточувствительных датчиков, отличающееся тем, что в качестве магниточувствительных датчиков использованы анизотропные магниторезистивные датчики, которые установлены на прокладке с стопорными кольцами.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно содержит магнитный экран.