Способ электромагнитной дефектоскопии рельсов
Изобретение относится к неразрушающим методам контроля и может быть использовано для обнаружения внутренних дефектов в рельсах. Цель изобретения - повышение достоверности контроля. Это достигается за счет расширения диапазона режимов намагничивания. Контролируемый участок рельса намагничивают линейноизменяющимся полем и измеряют величину поля рассеяния в двух точках. Затем определяют отношение разности измеренных полей рассеяния к меньшему из них, являющемуся полем фона, и получают, например, с помощью осциллографа зависимость относительной разности полей рассеяния от величины намагничивающего поля. При наличии дефекта в одной из точек измерения поля рассеяния зависимость будет иметь участок со сменой знака, по наличию которого определяют наличие дефекта. 2 ил.
СО1ОЭ СОЩТСНИХ
РЕСГ1У6ЛИК
А1 (191 (1111 (51)4 С 01 N 27/83
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЭО6РЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
1 (21) 4364971/25-28 (22) 18.01.88 (46) 23.10.89. Бюл. Р 39 (7l) Всесоюзный научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта (72). А.И.Самойлов, В.Л.Байдаков и Л.Н.Воронцова (53) 620.179.142 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Р 518406, кл. В 61 К 9/08, 1976.
Авторское свидетельство СССР
9 169857, кл. С Ol Ы 27/83, 1965. (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ РЕЛЬСОВ (57) Изобретение относится к нераэрушающим методам контроля и может быть использовано для обнаружения внутренИзобретение относится к области неразрушающих методов контроля н может быть использовано для определения наличия внутренних дефектов в рельсах.
Целью изобретения является повышение достоверности контроля эа счет расширения диапазона режимов намагничивания и выбора информативного параметра.
На фиг.! представлена структурная схема устройства, реализующего предлагаемьй способ дефектоскопии рельсов; на фиг.2 — характерные зависимости относительного превышения магнитного поля в зоне дефекта над полем фона от режимов намагничивания
I для дефектов разных размеров.
2 них дефектов в рельсах. Цель изобретения — повышение достоверности контроля. Это достигается за счет расширения диапазона режимов намагничивания. Контролируемый участок рельса намагничивают линейно изменяющимся полем и измеряют величину поля рассеяния в двух точках. Затем определяют отношение разности измеренных полей рассеяния к меньшему из них, являющемуся полем фона, и получают, например, с помощью осциллографа зависимость относительной разности полей рассеяния от величины намагничиваюшего поля. При наличии дефекта в одной из точек измерения поля рассеяния зависимость будет иметь участок со сменой знака, по наличию которого определяют наличие дефекта. 2 ил.
Устройство для реализации способа электромагнитной дефектос копии рельсов содержит электромагнит I, датчики
2 и 3 магнитного поля, блок 4 преобразования сигналов, включающий дифференциальные усилители 5 и 6 и блок 7 деления, входы которого подключены к выходам усилителей 5 и 6, интегратор
8, вход которого подключен к зажимам электромагнита 1, и двухкоординатный регистратор 9, например осциллограф, первый вход которого подключен к выходу интегратора 8, а второй — к выходу блока 7 деления. Выходы датчиков 2 и 3 подключены к входам дифференциального усилителя 5, выход датчика 3 также подключен к прямому входу усилителя 6 °
1516944
<»В = 1. (Б) Способ реализуется следующим образом.
П<а электромагнит подают напряжение прлмоугольной формы и создают тем самым линейно изменлюцееся магнитное попе. Производят периодическое перемагн«чивание головки .рельса линейно изме«люц«мсл полем. Датчики регистрируют;толе рассеяния и преобразуют индукцтпо f»аг«итного поля над поверхностью fc;zTaftitst головки рельса в напряжение. Расстояние между датчиками выбирают так, что один из них находится в зоне дефекта, а другой — вне эоftf;f дефекта. Определлют разность сигнапов с выходов датчиков, которая представ:»лет собой величину абсолют«ого превышения поля в зоне дефекта
«ад полем фо«а. Делят полученную веrftt »»;»маг«ичиванил, например, на экране осш»лпогр<тф<т. Сигнал в виде относительного ттревьште»»т»я полл в зоне дефекта «ад Ьот»ом подают на вертикаль«о откло«люцие пластины осциллографа, а «апрлже ие с зах<имов катушки электромаг««та подают через интегратор на гор»»зо»»талт.»»о отклоняющие пластины осц«ппограф». 11а акра«е осциллографа наблюдают периодически «овторлющеесл т»зобратт<е»п»е зав«с«мости относительного превышения поля в зоне дефекта над полем «, .1»»<1 от режима намаг«пчиванил: Экспери.»епталт=но установлено, что эта зз«псттмость при наличии дефекта в виде поперечной трещины в глубине рельса Itf!еет специфические особенност«в об<»астт» слабых полей (фиг. 2) . < <. Of»<".fitOCTb COCTOI»T В TO»»q ЧтО B MO«teft «е: «магш»чиванил рельса в облас;.c< o„<а происходит смена знака от«о< «т< :tf,!!oi-о превышения йВ и величи«; от«<> !iðåâûøåíèë устремляется в б< 1;;»» ч«ость. Такой особенности нет «» ук:т.<атттто»т зависимости . при отсутс т »i t « t, » < . <<,. .<, к т а . 11;тб:тюдал изображение на экране осци.тпогр;тфа «ри движении луча в прямом т» обратном направлениях в процессе «еремагничивания рельса благо,царя o t ãtå÷ñfft»o»» особенности поведе5 55 ния зависимости уВ. = f (B) уверенно и однозначно определяется наличие дефекта. Электромагнит 1, питаемьп» напряженйем прямоугольной формы, производит периодическое перемагничивание головки рельса линейно изменяющимся магнитным полем. Датчики 2 и 3 преобразуют индукцию магнитного поля над поверхностью катания головки рельса в напряжение. Расстояние между датчиками выбирают так, что из них один находится в зоне дефекта, которая указана на рисунке пунктиром, а другой — вне зоны дефекта. Усилитель 5 усиливает разность напряжений, снимаемых с датчиков 2 и 3. На выходе усилителя 5 сигнал пропорционален абсолютному превышению магнитной индукции в зоне дефекта ДВ над индукцией вне зоны дефекта, т.е. над индукцией фона. Усилитель 6 усиливает напряжение, снимаемое с датчика 3, т.е. на выходе усилителя 6 сигнал пропорционален индукции фона. В блоке 7 деления сигналов производят деление сигналов, поступающих с выходов усилителей 5 и 6. Такил» образом, на выходе блока 4 преобразования сигналов формируют величину относительного превьштения поля в зоне дефекта над полем фона. Для наблюдения результата на экране регистратора (осциллографа) проинтегрированное интегратором 0; напряжение с зажимов катушки электромагнита подают на горизонтально отклоняющие пластины У.. На вертикально отклоняющие пластины Y подают сигнал с выхода блока 4 преобразования сигналов. На экране осциллографа наблюдают периодически повторяющееся иэображение зависимости 10 и по ее характеру можно уверенно принять решение о наличии дефекта. Высокая достоверность принятого решения о наличии дефекта объясняется тем, что используемьп» сигнал о дефекте в виде зависимости 10 относительного превышения поля в зоне дефекта над полем фона от режимов намагничивания обладает большой информативностью, так как отражает режимы намагничивания рельса во всех точках петли гистерезиса (в области сильных и слабых полей намагничивания), а также тем, что эта зависимость имеет ярко выраженную особен5 151 ность при перемагничивании в области слабых полей при наличии дефекта. Кроме того, регистрация не абсолютного, а относительного превышения поля в зоне дефекта снижает вероятность пропуска малых дефектов, когда абсолютные превышения поля в зоне дефекта над фоном малы, а также позволяет оценить количественную величину дефекта по величине экстремума кривых 10-12 в положительной области. При регистрации абсолютного превышения поля в зоне дефекта экстремумы на данной зависимости отсутствуют. Формула изобретения Способ электромагнитной дефектаскопии рельсов, заключающийся в том. 6944 6 что контролируемый участок рельса намагничивают полем электромагнита, измеряют величину поля рассеяния над 5 рельсом в двух точках между полюсами электромагнита и по величинам полей рассеяния определяют наличие дефекта, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, намагничивание рельса выполняют линейно изменяющимся магнитным полем, определяют зависимость величины отношения разности измеряемых величин полей рассеяния к меньшему из них от величины намагничивающего поля, а наличие дефекта опре деляют по перемене знака этой зависимости.! 516944 Составитель В.Крапивин Редактор H,Бобкова Техред А.Кравчук Корректор Н.Король Заказ 6385/47 Тирам 789 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Уйгород, ул. Гагарина, 101
