CS205151B1

CS205151B1 - Sensing element of magnetic defectograph for inspection of steel ropes

Info

Publication number: CS205151B1
Application number: CS681077A
Authority: CS
Inventors: Frantisek Vilim; Bohumil Zitka
Original assignee: Frantisek Vilim; Bohumil Zitka
Priority date: 1977-10-19
Filing date: 1977-10-19
Publication date: 1981-05-29

Description

Vynález se týká čidla magnetického defektografu pro kontrolu ocelových lan.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a magnetic defecttograph sensor for inspecting steel ropes.

Základní částí magnetických defektografů je čidlo převádějící změny sledovaně magnetické veličiny na elektrické signály, které se průběžně registrují. Přístroje pracující se střídavým magnetováním lana se neosvědčily, poněvadž v důsledku skinefektu byly necitlivé k vnitřním poruchám. Tento nedostatek byl překonán zavedením přístrojů se stejnoměrným magnetováním lana. čidlo těohto tzv. magnetoindukčních defektografů tvoří cívková soustava objímající lano, v níž se při jejím pohybu vůči lanu indukuje napětí úměrné derivaci magnetického toku procházejícího cívkami. Poruchový signál je proto závislý na strmosti změny průřezového úbytku dq/dx a na rychlosti čidla vůči lanu dz/dt. I když u některých přístrojů je vliv rychlosti pohybu dz/dt v určitém rozsahu kompenzován automatickou kontrolou zisku zesilovače, řízenou tachogenerátorem, zůstává čidlo málo citlivé k poruchám s malou strmostí změny průřezu dq/dz. Teoreticky by bylo možno zjednat v tomto směru nápravu nahrazením obvyklého proporcionálního zesilovače integračním, jehož výstupní napětí je funkcí průřezového úbytku, nezávislou na rychlosti změny. Při realizaci stejnoměrného integračního zesilovače s dostatečně vysokou časovou konstantou (řádu hodin) a dokonale stabilizovanou nulou se však naráží na prakticky neřešitelné problémy, takže ani touto cestou nelze uspokojivě splnit požadavek spolehlivé registrace dlouhých poruch s pozvolným narůstáním průřezového úbytku.The basic part of magnetic defectographs is a sensor that converts changes of the monitored magnetic quantity into electrical signals, which are continuously registered. The devices working with alternating rope magnetization did not work because they were insensitive to internal disturbances due to the skin effect. This shortcoming has been overcome by the introduction of devices with uniform rope magnetization. the sensor of these so-called magneto-inductive defectographs forms a coil system embracing the rope, in which, when it moves relative to the rope, a voltage proportional to the derivation of the magnetic flux passing through the coils is induced. The fault signal is therefore dependent on the steepness of the change in the cross-sectional drop dq / dx and the speed of the sensor relative to the cable dz / dt. Although in some instruments the effect of the speed of motion dz / dt is compensated to some extent by the automatic gain control controlled by the tachogenerator, the sensor remains insensitive to faults with a low steepness change of dq / dz. Theoretically, it would be possible to remedy this by replacing the usual proportional amplifier with an integration whose output voltage is a function of the cross-sectional drop, independent of the rate of change. However, the implementation of a uniform integration amplifier with a sufficiently high time constant (hours) and a perfectly stabilized zero encounters practically unsolvable problems, so that even this requirement cannot satisfactorily satisfy the requirement of reliably registering long faults with a gradual increase in cross-sectional drop.

205 151205 151

Výše uvedené nedostatky odstraňuje čidlo magnetického defektografu pro kontrolu ocelových lan dle vynálezu* jehož podstata spočívá v tom, že pozůstává z magnetorezistentního vodiče upraveného do tvaru prstence děleného do dvou sekcí a uloženého soustředně a příčným řezem měřeného lana ve dvoudílném kryostatu, který je umístěn v mezeře mezi póly magnetu pro magnetizaci kontrolovaného lana.The above-mentioned drawbacks are eliminated by a magnetic defecttograph sensor for inspection of steel ropes according to the invention. between the poles of the magnet for magnetizing the controlled rope.

Vzhledem k tomu, že odpor magnetorezistentního vodiče závisí na intenzitě magnetického pole, je možno tímto čidlem měřit přímo rozptylová magnetická pole souvisejíoí a průřezovým zeslabením lana, čidlo tedy dává podobný signál, jako by dávalo indukční čidlo se stejnosměrným integračním zesilovačem·Since the resistance of the magnetoresistant conductor depends on the intensity of the magnetic field, this sensor can directly measure the scattering magnetic fields related to the cross-sectional attenuation of the rope, giving the sensor a similar signal to an inductive sensor with a DC integration amplifier.

Příklad provedení čidla magnetického defektografu pro kontrolu ocelových lan podle vynálezu je znázorněn na připojených výkresech, kde na obr· 1 je znázorněno čidlo podle vynálezu v nárysu, na obr. 2 v bokorysu a na obr· 3 blokové schéma zapojení odporu čidla v měřicím můstku,An exemplary embodiment of a magnetic defect detector for checking steel wire ropes according to the invention is shown in the accompanying drawings, in which Fig. 1 shows the sensor according to the invention in front view, Fig. 2 shows a side view and Fig. 3 shows a block diagram of the sensor resistance wiring in the measuring bridge.

V mezeře mezi póly magnetu £ objímajícími zkoušené lano 2 je umístěn dvoudílný kryestat 2 opatřený plnicími hrdly 6. Do kryostatu 2 je umístěn dvoudílný magnetorezistentní vodič £ pozůstávající z půlobloukových jader, bifilárně ovinutých izolovaným vizmutovým drátem· K plnicímu hrdlu kryostatu 2 j® připojen zásobník 2 kapalného dusíku prostřednictvím přepouštěče £, kterým se doplňuje kapalný dusík v kryostatu 2 ^z® zásobníku 2· Vinutí obou magnetorezistentníoh vodičů £ je spojené do série a vytváří tak odpor R^, který je zařazen do větve a-o můstku, vyváženého přesným odporem Rjj v symetrické větvi e-b. Můstek je uzavřen dělicími odpory R_fl ve větvích b-d. d-a. V diagonále a-b je zapojen stabilizovaný proudový zdroj 11 a na příčné diagonále o-d je zapojen proporoionální zesilovač 12. ovládající registrační přístroj £2· V rozsahu měření je odpor R^ úměrný intenzitě magnetického pole, v němž se magnetorezistentní vodič £ nachází· Poněvadž koeficient úměrnosti progresivně stoupá a klesající teplotou, je výhodné provádět měření při konstantní nízké teplotě, např· v kapalném dusíku. Magnetické pole určující odpor R^ rezultuje z vnějšího magnetického pole a demagnetizačního pole zmagnetované části lana 2, působícího proti magnetickému poli magnetu £· Při zmenšování průřezu lana 2 demagnetizační pole klesá, takže průřezové zeslabení se projeví přírůstkem rozptylového magnetického pole a tedy i přírůstkem odporu R^, který se registruje· Závislost odporového přírůstku na průřezovém zeslabení lana 2 ^se vyšetří v konkrétním případě experimentálně. Přesným odporem se vyváží můstek při prvém měření na novém lanu 2. Při dalších měřeních na tomtéž lanu 2 se nastaví přesný odpor R^ vždy na původně zjištěnou hodnotu, takže registrační přístroj 13 registruje odchylky odporu odpovídájíoí změnám průřezu, které nastaly během užívání lana 2, Pro přesnou stabilizaci nuly je výhodné napájet můstek střídavým proudem a zesílení provést selektivním zesilovačem a fázovým detektorem.In the gap between the poles of the magnet 6 enclosing the test cable 2 there is a two-piece crystal 2 equipped with filling necks 6. A two-piece magnetoresistant conductor 6 consisting of half-arc cores bifilarly wound with insulated bismuth wire is placed in cryostat 2. liquid nitrogen by overflow £ supplementing liquid nitrogen cryostat 2 ^of ® tray 2 · windings of the two magnetorezistentníoh conductors £ is connected in series, creating a resistance R, which is classified to the branch and the bridge balanced precision resistor R II in a symmetrical branch eb. The bridge is closed by dividing resistors _Rf1 in branches bd. da. A stabilized current source 11 is connected in the diagonal ab and a proporoional amplifier 12 is actuated on the transverse diagonal from the actuating device 52. In the measuring range, the resistance R R is proportional to the intensity of the magnetic field It is preferred to perform measurements at a constant low temperature, e.g., in liquid nitrogen. The magnetic field determining the resistance R 1 results from the external magnetic field and the degaussing field of the magnetized part of the cable 2 acting against the magnetic field of the magnet. When the cross-section of the cable 2 decreases, the degaussing field decreases. The dependence of the resistance increment on the cross-sectional attenuation of the rope 2 ^is investigated experimentally in a particular case. The exact resistance is balanced by the bridge during the first measurement on the new rope 2. For further measurements on the same rope 2, the exact resistance R ^ is always set to the value initially detected so that the recording apparatus 13 registers the resistance variations corresponding to the cross-section changes that occurred during use. For accurate zero stabilization, it is advantageous to supply the bridge with alternating current and to amplify it with a selective amplifier and a phase detector.

čidlo dle vynálezu je možno použít v defektografeoh pro kontrolu těžních agregátů a lanových drah všech typů.The sensor according to the invention can be used in defecttographs for checking of aggregates and cableways of all types.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Magnetic defect detector for steel wire ropes, characterized by the fact that it consists of a ring-shaped magneto-resistive wire (1), divided into two sections and arranged concentrically with the cross-section of the rope under test (2) in a two-part cryostat (3) in the gap between the poles of the magnet (4) for the magnetlzael of the inspected rope (2).