Накладной вихретоковый преобразователь для контроля цилиндрических изделий

 

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может найти применение при измерении толщины изоляционных покрытий и диаметра цилиндрических проводящих изделий. Цель изобретения - повышение точности контроля в более широком диапазоне конУ J тролируемых параметров за счет устранения погрешностей, связанных с перекосами преобразователя Для этого преобразователь выполнен в виде четырех идентичных индукционных узлов 1-4, каждый из KOTopbtx содержит возбуждающую катушку 5 и соответственно взаимно перпендикулярные измерительные катушки 6 и 7 и компенсационные катушки 8 и 9, причем все узлы 1 4 расположены так, что их плоскости образуют боковые грани п араллелепи-I педа. Такая конструкция позволяет обеспечить такое положение преобразователя , при котором плоскость его i рабочего торца будет симметрична и параллельна оси цилиндрического изсл делия, что обеспечивает более точное измерение диаметра и толщины покрытия последнего. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1!) (5И 4 С 01 Ю 27/90

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3913268/25-28 (22) 19ь06.85 (46) 23.11.86, Бюл. ¹ 43 (71) Куйбышевский электротехнический институт связи (72) И.Ю.Быховский и В.Ф.Явкин (53) 620, 179. 14 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹- 1193567, кл. G 01 N 27/90, 1983. (54) НАКЛАДНОЙ ВИХРЕТОКОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относйтся к области неразрушающего контроля и может найти применение при измерении толщины изоляционных покрытий и диаметра цилиндрических проводящих изделий. Цель изобретения — повышение точности контроля в более широком диапазоне кон тролируемых параметров эа счет устранения погрешностей, связанных с перекосами преобразователя, Для этого преобразователь выполнен в виде четырех идентичных индукционных узлов

1-4, каждый из которых содержит возбуждающую катушку 5 и соответственно взаимно перпендикулярные измерительные катушки 6 и 7 и компенсационные катушки 8 и 9, причем все узлы 1

4 расположены так, что их плоскости образуют боковые грани параллелепи педа. Такая конструкция позволяет обеспечить такое положение преобразователя, при котором плоскость его рабочего торца будет симметрична и параллельна оси цилиндрического изделия, что обеспечивает более точное измерение диаметра и толщины покрытия последнего. 2 ил.

1272211

Изобретение относится к области неразрушающего контроля, в частности к одновременному измерению диаметра и толщины изоляционных покрытий цилиндрических проводящих иэделий, и может быть использовано в машиностроительной, металлургической и других отраслях промышленности.

Цель изобретения — повыщение точности контроля в более широком диапазоне контролируемых параметров путем устранения погрешностей, связанных с перекосами и несимметричным расположением преобразователя относительно оси цилиндрического изделия.

На фиг. 1 представлена схема накладного вихревого преобразователя, на фиг. 2 — схема, поясняющая установку вихретокового преобразователя.

Преобразователь содержит четыре идентичных индукционных узла 1-4, каждый из которых выполнен в виде возбуждающей катушки 5 прямоугольной формы, установленной перпендикулярно к рабочему торцу преобразователя, соответственно взаимно перпендикулярных одинаковых по размеру первой и второй измерительных катушек 6 и 7 и первой и второй компенсационных катушек 8 и 9, из которых первые измерительная и компенсационная катушки 6 и 8 параллельны рабочему торцу преобразователя, линия пересечения измерительных катушек 6 и 7 и линия пересечения компенсационных катушек 8 и 9 совпадают соответственно с ближней и дальней сторонами возбуждающей катушки 5, первая и вторая компенсационная катушки 8 и 9 включены последовательно встречно соответственно с первой и второй измерительными катушками 6 и

7, а узлы 1-4 расположены так, что их плоскости образуют боковые грани параллелепипеда.

Преобразователь работает следующим образом.

При настройке преобразователя в отсутствии объекта измерения — цилиндрического изделия 10, суммарное напряжение, снимаемое с любой измерительной и соответствующей ей компенсационной катушек 6, 7 и 8, 9, устанавливается равным нулю. Преобразователь должен устанавливаться на объект измерения таким образом, чтобы его рабочая поверхность была параллельна и симметрична оси цилиндрического изделия 10, Симметричность рабочей поверхности преобразователя относительно оси цилиндрического иэделия 10 осуществляется следующим образом. Для этого первая возбуждающая катушка 5 узла

1 возбуждает в цилиндрическом изделии 10 вихревые токи, которые регист10 рируют измерительными катушками 6 и

7. В другой момент времени, когда возбуждающая катушка 5 узла 1 не работает, возбуждающая катушка 5 узла

2 возбуждает в цилиндрическом издеIS лии 10 вихревые токи, которые регистрируются измерительными катушками 6 и .7 этого узла 2. В этом случае, когда отношение напряжений, наводимых в первой и второй измерительных катуш20 ках 6 и 7 узла 1, равно отношению напряжений, наводимых в измерительных катушках 6 и 7 узла 2, считают, что преобразователь установлен симметрично относительно оси цилиндрического изделия 10.

Ф

Установка рабочей поверхности rtpeобразователя параллельно оси цилиндрического изделия 10 осуществляется следующим образом. Возбуждающая ка тушка 5 узла 3 в интервал времени, когда остальные возбуждающие катушки 5 не работают, возбуждают в цилиндрическом изделии 10 вихревые токи, которые регистрируются измерительными катушками 6 и 7 узла 3, возбуждающая катушка 5 узла 4 в интервал времени, когда остальные возбуждающие катушки не работают, возбуждает в цилиндрическом изделии 10

40 вихревые токи, которые регистрируются измерительными катушками 16 и

7 узла 4, В случае, когда отношение напряжений, наводимых в измерительных катушках 6 и 7 указанных

45 узлов, равны,.считают, что преобразователь установлен параллельно оси цилиндрического изделия 10 и угол А (фиг. 2) равен нулю. Далее возбуж дающая катушка 5 узла 1 возбуждает в цилиндрическом изделии 10 вихревые токи. Считают, что вихревые токи возбуждаются в контролируемом, электропроводящем цилиндрическом изделии 10 ближней к рабочей поверхности преобразователя стороной возбуждающей катушки 5, представляющей собой линейный проводник. Влиянием стрех других сторон (линейных провод! 2722 i i ников) возбуждающей катушки 5 на поле вихревых токов в плоскости, перпендикулярной линейному проводнику (рабочей стороне возбуждающей катушки 5), можно пренебречь. Картина маг- 5 нитного поля линейного проводника с током в плоскости, перпендикулярной проводнику, представляет собой концентрические окружности с центром в точке пересечения плоскости с проводником. Значения нормальных Н

И„»

Н„ и тангенциальных Н»», Н cocrz тавляющих векторов Н», Й магнитной составляющей поля вихревых токов определяются в точках А и В с помощью измерительных катушек 6 и 7 узла 1 и узла 2 соответственно, Отношения напряжений, снимаемых с первой и второй измерительных катушек 6 и 7 узла 2, пропорциональны тангенсу уг- 20 ла Ю„ . Отношения напряжений, снимаемых с измерительных катушек 6 и 7 узла 2, пропорциональны тангенсу угла М . Определив . значения углов

»», Ч и зная расстояние d равное по- 5 ловине расстояния между возбуждающими катушками 5 узлов 1 и 2, определяют диаметр D=2R и толщину изоляционного покрытия Z цилиндрического изделия 10 по формулам 30

R= llab = d где К вЂ” радиус изделия 10; а — расстояние от точки 0» оси цилиндрического изделия 10 до точки А на линии пересечения первой и второй изме- 40 рительных катушек 6 и 7 узла 1, Ь вЂ” расстояние от точки О оси

» цилиндрического изделия 10 до точки С на линии зеркаль- 45 ного изображения возбуждающей катушки 5 узла 1;

d — - половина расстояния между возбуждающими катушками 5 узлов 1 и 2; 50

"»,» - характеризуют направления векторов Й», Н магнитной составляющей поля вихревых токов в точках А и В соответственно.. 55

Прибор с преобразователем (фиг.1) .раббтает следующим образом.

Возбуждающая катушка 5 всех узлов 1 — 4 поочередно с частотой порядка 1 кГц подключаются к генератору сигналов (не показан), рабочая частота которого порядка I мГц. Сигналы с измерительных катушек 6 и 7 запоминаются и проходят на вход блока измерения диаметра и толщины лишь в случае, если рабочая поверхность преобразователя расположена параллельно (при этом угол равен нулю) и симметрично от цилиндрического изделия 10. Блокировка сигналов осуществляется автоматически, когда отношения напряжений с соответствующих измерительных катушек не равны между собой. В реальных случаях значения о угла 4 достигают 15-20 и существенно влияют на точность измерения диаметра и толщины диэлектрического покрытия. Реальные размеры d, R, Z выбираются таким образом, чтобы углы

4 Д и Ч изменялись от 30 до 60 . Расстояние с! соизмеримо с R+Z.

Формула изобретения

Накладной вихретоковый преобразо ватель для контроля цилиндрических ,.изделий, содержащий индукционный узел, выполненный в виде возбуждающей катушки прямоугольной формы, установленной перпендикулярно к рабочему торцу преобразователя, соответственно взаимно перпендикулярных одинаковык по размерам первой и второй измерительных катушек и первой и второй компенсационных катушек, из которых первые измерительная и компенсационная катушки. параллельны рабочему торцу преобразователя, линия пересечения измерительных катушек и линия пересечения компенсационных катушек ! совпадают соответственно с ближней и дальней сторонами возбуждающей катушки, а первая и вторая компенсационные катушки включены последовательно встречно соответственно с первой и второй измерительными катушками, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности контроля в более широком диапазоне контролируемык параметров, он снабжен тремя идентичными первому, индукционными узлами, а все узлы расположены так, что их плоскости образуют боковые грани параллелепипеда.

1272211

Составитель И.Рекунова

Редактор Н. Рогулич Техред Л. Сердюкова Корректор Л. Патай

Заказ 6332/42 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета .СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4