Вихретоковый способ неразрушающего контроля
Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для неразрушающего контроля механических напряжений в углепластике. Цель изоИзобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для определения величины имевшего место силового воздействия на слабопроводящие композиционные материалы, типа углепластиковых , методом вихревых токов « Цель изобретения - расширение области использования за счет определения остаточных механических напряжений в углепластике ., На фиг. 1 представлены эпюры изменения плотности вихревых токов по глубине контролируемого изделия (поз. 1 показана эпюра изменения плотности вихревых токов на частоте . 2 обозначена эпюра бретения - расширение области использования за счет определения остаточных механических напряжений в углепластике. Это достигается за счет того, что в изделии возбуждают накладным преобразователем вихревые токи на нескольких, например двух смежных, частотах. При этом частоты выбирают из условия проникновения электромагнитного поля до величины, равной или большей толщины изделия, и различающиеся не более чем на 37% по частоте. Измерение выполняют с однократной установкой вихрэтокового преобразователя. По разности сигналов вихретокового преобразователя на смежных частотах определяют разность Дсгпотерь на вихревые токи и вычисляют остаточные механические напряжения Р из соотношения Р А До где А и п - экспериментальные коэффициенты , полученные для данного вида нагружения. 2 ил. изменения плотности вихревых токов на частоте йЈ);на фиг. 2 - устройство для реализации способа. Устройство для реализации способа содержит вихретоковый преобразователь (ВТП)З, установленный на контролируемом изделии 4, коммутатор 5, попеременно соединяющий ВТП с двумя генераторами 6 и 7, работающими на частотах сот и 0Ј а также два амплитудных детектора 8 и 9, с которых сигналы поступают на сумматор 10 и индикатор 11. Спо соб осуществляется следующим образом . сл с с S Сл) Сл5 ю 09
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 N 27/90, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4358156/28 (22) 04.01,88 (46) 28,02,91. Бюл. № 8 (71) Киевский институт инженеров гражданской авиации им. 60-летия СССР (72) А.В. Карлашов, Г.М. Борозенец, . В,В. Черняк, К.В, Маркевич и Е, М. Бабенко (53) 620 179 14 (088 8) (56) Авторское свидетельство СССР .
¹ 1216716, кл. G 01 N 27/90, 1986.
Справочник под ред. В.В. Клюева. Приборы для нераэрушающего контроля материалов и изделий, M.; Машиностроение, 1976, кн. 2, с. 134 (прототип). (54) ВИХРЕТОКОВЫЙ СПОСОБ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ (57) Изобретение относится к нераэрушающему контролю и может быть использовано для нераэрушающего контроля механических напряжений в углепластике. Цель изоИзобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для определения величины имевшего место силового воздействия на слабопроводящие композиционные материалы, типа углепла, стиковых, методом вихревых токов, Цель изобретения — расширение области использования за счет определения остаточных механических напряжений в углепластике,, На фиг. 1 представлены эпюры изменения плотности вихревых токов по глубине контролируемого изделия (поз. 1 показана эпюра изменения плотности вихревых токов на частоте в1 поз. 2 обозначена эпюра
„„ Ж„„1631398 А1 бретения — расширение области использования эа счет определения остаточных механических напряжений в углепластике. Это достигается за счет того, что в изделии возбуждают накладным преобразователем вихревые токи на нескольких, например двух смежных, частотах. При этом частоты выбирают из условия проникновения электромагнитного поля до величины, равной или большей толщины изделия, и различающиеся не более чем на 377 по частоте, Измерение выполняют с однократной установкой вихретокового преобразователя. По разности сигналов вихретокового преобразователяя на смежных частотах определяют разность Лсгпотерь на вихревые токи и вычисляют остаточные механические напряжения P из соотношения Р = А ЛО", где А и
n — экспериментальные коэффициенты полученные для данного вида нагружения . 2 ил, изменения плотности вихревых токов на частоте иф),на фиг. 2 — устройство для реализации способа.
Устройство для реализации способа содержит вихретоковый преобразователь (ВТП) 3, установленный на контролируемом изделии 4, коммутатор 5, попеременно соединяющий ВТП с двумя генераторами 6 и 7., работающими на частотах си1 и м2 а также два амплитудных детектора 8 и 9, с которых сигналы поступают на сумматор 10 и индикатор 11.
Способ осуществляется следующим образом, 1631398
Вихретоковый преобразователь 3 устанавливают на контролируемое изделие 4 с помощью коммутатора 5, периодически и попеременно связывают ВТП с генераторами 6 и 7. Сигналы с ВТП после возбуждения на частотах е> и и через амплитудные детекторы 8 и 9 поступают на сумматор 10, где они сравниваются, и результат сравнения поступает на индикатор 11. Поскольку измерения на двух частотах выполняются с однократной установкой ВТП на изделии, то все влияющие неизмеренные факторы присутствуют в каждом измерении.
Для возбуждения преобразователя используют частоты е> и щ 0,37 в, где м выбирают из условия проникновения электромагнитного поля на всю толщину контролируемого материала, исходя изтого, что под глубиной проникновения вихревых токов (BT) понимается уменьшение плотности наведенных ВТ на величину 1/е, что примерно соответствует 37% от исходной величины плотности ВТ, В данном случае частота в выбирается так, чтобы на противоположной стороне образца из углепластика интенсивность наведенных ВТ соответствовала значению".37% от исходной величины плотности ВТ, Соответственно частота в выбирается таким образом, чтобы на противоположной стороне углепластика интенсивность наведенных ВТ равнялась О.
Из фиг. 1 следует, что потери на ВТ представляют собой разность площадей 2 и
1 (заштрихованных). По этой разности и определяют разность Ь(г потерь на вихревые токи, которые возникают при зондировании углепластика электромагнитным полем указанных частот.
Получив величину Л(г„вычисляют остаточные механические напряжения P из соотношения где А и n — экспериментальные коэффициенты, получаемые для данного вида напряжения.
Коэффициенты А и и находятся опытным путем из данных эксперимента. Для каждого вида нагружения коэффициенты А и и различны, Пример определения коэффициентов А и п. где P — напряжение, кгlмм или МПа; г
h,о — приращение удельной электро10 проводности, определяемое потерями на вихревые токи.
Логарифмируют формулу P = А Лд .
Получают
Ig P = fg A + nlg Л 0
Аналогично имеют
lg12 = IgA+ nlg0,004
Ig20 = IgA+ nig0,008
Ig24 = lgA+ nlg0,012
Ig32 = IgA + nlg0,018
ig36 = Ig A + nlg0,024
Ig40 = igA + nlg0,026.
Решая совместно, получают
31gA — 6,42n = 3,76„
25 3lgA - 4,95n = 4,66.
Отсюда находят коэффициенты А и п;
А = 3629, и = 0,61.
Подставляя в формулу, получают
P =3629 h,Р "
Формула изобретения
Вихретоковый способ неразрушающего контроля, заключающийся в том, что вихре35 токовый преобразователь помещают на контролируемый материал, возбуждают преобразователь на двух частотах и по изменению частот сигнала по сравнению с эталоном судят о контролируемом парамет40 ре, отличающийся тем, что, с целью расширения области использования за счет определения остаточных механических напряжений в углепластике, для возбуждения преобразователя используют частоты со> и
45 се 0,37 в1 где и)1 выбрана из условия проникновения электромагнитного поля на всю толщину контролируемого материала, определяют разность h,a потерь на вихревые токи при зондировании материала электро5р магнитным полем указанных частот и вычисляют остаточные механические напряжения
P из соотношения Р = А Лд, где А и n— экспериментальные коэффициенты, получей ные для данного вида нагружения .
1631398
Составитель И. Кесоян
Редактор И. Касарда Техред M.Mîðãåíòàë Корректор С. Шевчук
Заказ 540 Тираж 396 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35; Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
