Накладной вихретоковый преобразователь с вращающимся полем

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для дефектоскопии электропроводящих объектов. Повыщение достоверности контроля достигается за счет увеличения стабильности напряжения разбаланса. Катушки возбуждения, размещенные на кольцевом магнитопроводе 1, создают вращающееся магнитное поле. Реакция возбужденных вихревых токов измеряется первой измерительной катушкой, состоящей из секций 7,8. Полученное напряжение векторно суммируется с напряжением второй измерительной катушки, состоящей из секций 10,11 и размещенной на втором торце кольцевого каркаса . 2 з.п. ф-лы, 3 ил. с (Л 4 СП Од Од

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (58 4 G Ol N 27 90

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4122774/25-28 (22) 24.09.86 (46) 07.08.88. Бюл. № 29 (71) Научно-исследовательский институт электронной интроскопии Томского политехнического института им. С. М. Кирова. (72) В. К. Жуков и П. А. Овсянников (53) 620.179.14 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 871502, кл. G OI N 27/90, 1971.

Авторское свидетельство СССР № 1307322, кл. G О! N 27/90, 1986..SU» 1415166 A 1 (54) НАКЛАДНОЙ ВИХРЕТОКОВЫЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ С ВРА1ЦАЮЩИМСЯ ПОЛЕМ (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для дефектоскопии электропроводящих объектов. Повышение достоверности контроля достигается за счет увеличения стабильности напряжения разбаланса. Катушки возбуждения, размещенные на кольцевом магнитопроводе 1, создают вращающееся магнитное поле. Реакция возбужденных вихревых токов измеряется первой измерительной катушкой, состоящей из секций 7,8.

Полученное напряжение векторно суммируется с напряжением второй измерительной катушки, состоящей из секций 10,1! и размещенной на втором торце кольцевого каркаса. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1415166

Изобретение относится к неразрушаю-! цему контролю и может быть использовано ля контроля качества плоских электропроодяших изделий.

Цель изобретения — повышение достоверности контроля, достигается за счет повышения стабильности напряжения разбаланса.

На фиг. 1 показана конструкция накладного вихретокового преобразователя с врашаюшимся полем; на фиг. 2 — то же, вид

;сверху; на фиг. 3 — схема включения его, обмоток.

Накладной вихретоковый преобразова,тель с вращающимся полем состоит из к!эль1 цевого каркаса 1 с размещенными на нем ,секциями 2 — 5 катушек возбуждения, сдвинутых друг относительно друга на 90, витки ,каждой из секций 2 — 5 лежат в плоскостях,,проходящих через ось кольцевого каркаса 1. Диаметрально противолежащие секции 2,3 и 4,5 включены последовательно-встречно.

: Преобразователь содержит также обойму 6,, в пазах которой уложены секции 7 и 8 пер, вой измерительной катушки, и обойму 9 с размещенными в ее пазах секциями 10 и 11 второй измерительной катушки. Первая и, вторая измерительные катушки расположены на первом и втором торцах кольцевого каркаса 1 соответственно. Секции 7,8 и 11,12 измерительных катушек выполнены идентичными и сдвинуты относительно секций катушки возбуждения на угол 45 . При этом противолежашие относительно кольцевого каркаса 1 секции 7, 8 и 10, 11 измеритель, ных катушек соединены последовательно встречно.

Обойма 9, на которой в пазах уложены секции 10 и 1 измерительной катушки, установлена симметрично с обоймой 6 относительно катушек возбуждения.

Кроме того, секции 7,10 и 8,11, включенные между собой последовательно-встречно, расположены под углом 13 относительно центров соответствующих пар секций обмотки возбуждения.

Преобразователь работает следуюшим образом.

Катушка возбуждения, намотанная на кольцевой каркас 1, выполнена из четырех сдвинутых на 90 одна относительно другой секций 2 — 5, витки которых охватывают кольцевой каркас, при этом противолежащие секции включены между собой попарно встречно, а образованные пары секций запитываются напряжениями одинаковой частоты и амплитуды со сдвигом по фазе на

90 от генератора, (не показан), в результате чего в пространстве образуется вращающееся магнитное- поле, тангенциальная составляюшая вектора магнитной индукции которого имеет одинаковую амплитуду в любой точке зоны действия поля и перпендикулярна плоскости объекта контроля.

Скорость вращения магнитного поля равна

5 10 !

55 частоте питаемого напряжения, а плоскость вращения параллельна плоскости объекта контроля.

Результируюший магнитный поток, полученный в зоне контроля при наличии объекта

12 контроля, может рассматриваться как сумма возбуждающего потока, образованного токами секций катушки возбуждения, и потока вихревых токов, наведенных в изделии возбуждаюшим потоком. Вихревые токи изделия зависят не только от возбуждающего потока, но также и от электрофизических свойств контролируемого изделия. Изменение магнитного потока преобразователя, вызванное изменением электрофизических свойств изделия при неизменном возбуждающем потоке, равносильно изменению ЭДС секций 7,8 первой измерительной катушки, по изменению величины которой можно судить об изменении параметров объекта контроля.

Поскольку секции 7,! 0 и 8,11 первой и второй измерительных катушек идентичны по конструкции, расположены на идентичных каркасах и помещены в одно и то же вра цаюшееся однородное магнитное поле, то при изменении величины возбуждающего поля их суммарный сигнал не меняется и остается минимальным (равным нулю), так как секции между собой включены попарно встречно (фиг. 3). Благодаря этому повышается стабильность напряжения разбаланса при нестабильности возбуждающего поля.

Так как секции 7,8 первой измерительной катушки идентичны по конструкции, намотаны на общем каркасе, плотность витков одной из них совпадает с плоскостью витков другой, и выполнены в виде ортогонально расположенных одна относительно другой вытянутых петель (фиг. 1 и 2), то зона на поверхности контролируемого изделия, связанная с каждой секцией, является общей для данных обмоток.

Для обеспечения одинаковой чувствительности каждой секции первой измерительной катушки к параметрам изделия и к его смещениям намотка каждой секции производится поочередно через виток.

ЭДС пар секций 7, 10 и 8,11, помешенных во вращающееся стабильное и однородное магнитное поле, равны, если в зоне контроля находится бездефектный участок объекта 12 контроля, и не равны, если в зоне контроля находится дефектный участок объекта контроля. Разница между напряжениями, подаваемыми в блок обработки сигнала (не показан), определяемая размерами дефекта, выделяется электронной схемой дефектоскопа.

Для повышения стабильности напряжения разбаланса между попарно встречно включенными секциями 7,10 и 8,11 и сохранения одинаковой чувствительности преобразователя к дефектам любой ориентации при нестабильности выходных напряжений гене1415166 ратора (не показан) эти секции расположены под углом 13 относительно центров соответствующих попарно встречно включенных секций обмотки возбуждения (фиг. 2).

Так как ЭДС в паре секций 7,10 определяется суммарным сектором магнитной индукции, создаваемым двумя взаимно-перпендикулярными парами секций 2,3 и 4,5 (фиг. 1 и 2), ЭДС в паре секций 8,11 также определяется суммарным вектором магнитной индукции, а пары секций 2,3 и 4,5 катушки возбуждения расположены так, что угол между осями симметрии пар секций катушки возбуждения и секций измерительных катушек один и тот же, то при изменении амплитуды любой составляющей вектора магнитной индукции ЭДС в парах катушек секций 7, 10 и 8,11 меняется одинаково, а тем самым напряжение разбаланса остается неизменным и одинаковым к дефектам любой ориентации.

Формула изобретения

1. Накладной вихретоковый преобразователь с вращающимся полем, содержащий систему катушек возбуждения, состоящую из кольцевого каркаса и размещенных на нем четырех идентичных секций, сдвинутых одна относительно другой на 90, витки каждой из секций лежат в плоскостях, проходящих через ось кольцевого каркаса, и измерительную катушку, состоящую из двух секций в виде вытянутых петель, расположенных ортогонально одна другой в плоскости торца кольцевого каркаса, отличаюи1ийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, он снабжен дополнительной измерительной катушкой, идентичной первой и размещенной в плоскости второго торца кольцевого каркаса.

2. Преобразователь по п. I, отличающийся тем, что секции измерительных катушек сдвинуты относительно секций катушки возбуждения на угол 45 .

3. Преобразователь по пп. 1 и 2, отличаюи ийся тем, что противолежащие относительно кольцевого каркаса секции измерительной катушки включены попарно последовательноо-встречно.

1415166

Составитель П. Шкатов

Редактор Л. Гратилло Техред И. Верес Корректор A. Обручар

Заказ 3870/42 Тираж 847 Г1одписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1! 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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