RU103926U1 - ELECTROMAGNETIC CONVERTER TO DEFECTOSCOPE - Google Patents
ELECTROMAGNETIC CONVERTER TO DEFECTOSCOPE Download PDFInfo
- Publication number
- RU103926U1 RU103926U1 RU2010145071/28U RU2010145071U RU103926U1 RU 103926 U1 RU103926 U1 RU 103926U1 RU 2010145071/28 U RU2010145071/28 U RU 2010145071/28U RU 2010145071 U RU2010145071 U RU 2010145071U RU 103926 U1 RU103926 U1 RU 103926U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetic circuit
- core
- shaped magnetic
- winding
- defects
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Abstract
Электромагнитный преобразователь к дефектоскопу, содержащий возбуждающую систему в виде С-образного магнитопровода с обмоткой и измерительный элемент, расположенный симметрично относительно торцов магнитопровода, состоящий из катушки индуктивности, расположенной на сердечнике, отличающийся тем, что обмотка С-образного магнитопровода состоит из двух частей, симметрично расположенных относительно сердечника, выполненного из магнитопроводящего материала, один конец которого имеет магнитный контакт в центре С-образного магнитопровода с его внутренней стороны, на другом его конце имеется патрон из немагнитящегося материала для предотвращения возникновения вихревых токов, торцы С-образного магнитопровода имеют скосы, расположенные в одной плоскости с торцом сердечника, площадь которых соизмерима с площадью сечения минимального дефекта. An electromagnetic converter to a flaw detector containing an excitation system in the form of a C-shaped magnetic circuit with a winding and a measuring element located symmetrically relative to the ends of the magnetic circuit, consisting of an inductance coil located on the core, characterized in that the winding of the C-shaped magnetic circuit consists of two parts, symmetrically located relative to the core made of a magnetically conductive material, one end of which has a magnetic contact in the center of the C-shaped magnetic circuit on its inner side, at its other end there is a cartridge made of non-magnetic material to prevent the occurrence of eddy currents, the ends of the C-shaped magnetic circuit have bevels located in the same plane with the end face of the core, the area of which is commensurate with the cross-sectional area of the minimum defect.
Description
Полезная модель относится к области неразрушающего контроля и может быть использован для дефектоскопии электропроводящих изделий, контроля технического состояния сварных швов, металлических конструкций сложной формы, технических сооружений, машин и механизмов.The utility model relates to the field of non-destructive testing and can be used for defectoscopy of electrically conductive products, monitoring the technical condition of welds, complex metal structures, technical structures, machines and mechanisms.
Известен широкий круг приборов для неразрушающего контроля изделий из электропроводящих материалов.A wide range of devices for non-destructive testing of products from electrically conductive materials is known.
Клюев В.В. Неразрушающий контроль материалов и изделий (в 2-х книгах), М.: Машиностроение. 1976. Недостатками рассмотренных методов являются сложность проведения испытаний и длительное время измерений.Klyuev V.V. Non-destructive testing of materials and products (in 2 books), M.: Mechanical Engineering. 1976. The disadvantages of the methods considered are the complexity of the tests and the long measurement time.
Недостатком описанных в данном источнике приборов с использованием магнитного феррозондового метода является необходимость намагничивания изделия, что усложняет процесс дефектоскопии.The disadvantage of the devices described in this source using the magnetic flux-gate method is the need to magnetize the product, which complicates the process of flaw detection.
Мойкин Д.А. Неразрушающий контроль в вагонном хозяйстве. МПС РФ. Петербургский государственный университет путей сообщений. ИР Транс, 2001.Moykin D.A. Non-destructive testing in the carriage industry. Ministry of Railways of the Russian Federation. Petersburg State University of Railway Engineering. IR Trans, 2001.
В данном источнике вихретоковый метод контролирует только поверхностный слой изделия, что приводит к ограничению области их применения.In this source, the eddy current method controls only the surface layer of the product, which limits the scope of their application.
Известны устройства (RU 99106532, МПК G01N 27/90, опубл. 10.02.2001 г.), в котором электромагнитный преобразователь состоит из разомкнутого магнитопровода с возбуждающей обмоткой и симметрично установленного относительно его торцов измерительного элемента.Known devices (RU 99106532, IPC G01N 27/90, publ. 02/10/2001), in which the electromagnetic transducer consists of an open magnetic circuit with an exciting winding and symmetrically mounted relative to its ends of the measuring element.
Недостатком данного устройства является то, что оно анализирует только поверхностные дефекты, не обеспечивает анализ внутренней структуры контролируемого объекта, что затрудняет анализ состояния толстостенных объектов.The disadvantage of this device is that it analyzes only surface defects, does not provide an analysis of the internal structure of the controlled object, which makes it difficult to analyze the state of thick-walled objects.
Также известно устройство (RU 2161795, МПК G01N 27/90, опубл. 10.01.2001) в котором для обнаружения поверхностных дефектов возбуждается вихревое поле индукторной катушкой, расположенной с одной стороны стенки изделия, а измерения производят измерительной катушкой, расположенной с другой стороны стенки изделия.It is also known a device (RU 2161795, IPC G01N 27/90, publ. 10.01.2001) in which to detect surface defects a vortex field is excited by an inductor coil located on one side of the product wall, and measurements are made by a measuring coil located on the other side of the product wall .
Недостатком этого устройства является то, что катушка возбуждения и измерительная катушка расположены по разные стороны стенки изделия, что затрудняет его применение для дефектоскопии изделий, где отсутствует возможность двустороннего размещения указанных катушек, при этом оно применяется только для дефектоскопии тонкостенных объектов, кроме того, измерительная катушка имеет значительные размеры, на два и более порядка превосходящие размеры дефекта, что также усложняет его применение.The disadvantage of this device is that the excitation coil and the measuring coil are located on opposite sides of the product wall, which makes it difficult to use for flaw detection of products where there is no possibility of two-sided placement of these coils, while it is used only for flaw detection of thin-walled objects, in addition, the measuring coil has significant dimensions, two or more orders of magnitude greater than the size of the defect, which also complicates its use.
Наиболее близким является устройство для дефектоскопии электропроводящих объектов (RU 2085931 МПК G01N 27/90 опубл. 27.07.1997), содержащее возбуждающую систему в виде П- или С-образного магнитопровода с обмоткой, возбуждающей вихревые токи, и измерительный элемент, состоящий из двух дифференциально включенных катушек индуктивности, расположенных коаксиально и имеющих общий рабочий торец, и магнитодиэлектрический сердечник, размещенный соосно с катушками, симметрично относительно рабочих торцов магнитопровода.The closest is a device for defectoscopy of electrically conductive objects (RU 2085931 IPC G01N 27/90 publ. 07.27.1997), containing an exciting system in the form of a U- or C-shaped magnetic circuit with a coil exciting eddy currents, and a measuring element consisting of two differentially included inductance coils located coaxially and having a common working end, and a magnetodielectric core placed coaxially with the coils, symmetrically with respect to the working ends of the magnetic circuit.
Недостатками этого преобразователя является невозможность определения дефектов внутри изделия и на его противоположной стенке относительно расположения преобразователя, наличие сложного измерительного элемента, требующего балансировки, что снижает стабильность и надежность измерений, большая площадь рабочей зоны преобразователя, что снижает разрешающую способность при определении места локализации дефектов, их концентрации, а также делает невозможным контроль состояния дефектов и их развития.The disadvantages of this transducer are the impossibility of determining defects inside the product and on its opposite wall relative to the location of the transducer, the presence of a complex measuring element that requires balancing, which reduces the stability and reliability of measurements, the large area of the working area of the transducer, which reduces the resolution when determining the location of defects, their concentration, and also makes it impossible to control the state of defects and their development.
Задача заключается в том, чтобы разработать электромагнитный преобразователь к дефектоскопу для неразрушающего контроля текущего технического состояния сварных швов, металлических конструкций сложной формы, составных частей машин и механизмов с целью обнаружения в них наличия дефектов в виде трещин, раковин и инородных включений на обеих стенках изделия или в его внутреннем объеме, а также увеличение глубины обнаружения дефектов внутри изделия для обеспечения возможности их обнаружения и контроля в толстостенных объектах.The task is to develop an electromagnetic transducer to a flaw detector for non-destructive testing of the current technical condition of welds, complex metal structures, components of machines and mechanisms in order to detect the presence of defects in them in the form of cracks, shells and foreign inclusions on both walls of the product or in its internal volume, as well as an increase in the depth of detection of defects inside the product to ensure the possibility of their detection and control in thick-walled objects.
Технический результат: предлагаемый электромагнитный преобразователь позволяет обнаруживать дефекты достаточно малых размеров (единицы миллиметров) как на обеих стенках контролируемого изделия, так и в его внутреннем объеме, при этом глубина обнаружения дефектов может быть значительной (десятки сантиметров), что позволяет контролировать толстостенные изделия, измерительный преобразователь позволяет улучшить качество контроля развития дефектов во времени.Technical result: the proposed electromagnetic transducer allows you to detect defects of sufficiently small sizes (units of millimeters) both on both walls of the controlled product and in its internal volume, while the depth of detection of defects can be significant (tens of centimeters), which allows you to control thick-walled products, measuring the converter can improve the quality of monitoring the development of defects over time.
Полученный технический результат достигается тем, что электромагнитный преобразователь к дефектоскопу, содержащий возбуждающую систему в виде С-образного магнитопровода с обмоткой и измерительный элемент, расположенный симметрично относительно торцов магнитопровода, состоящий из катушки индуктивности, расположенной на сердечнике, при этом обмотка С-образного магнитопровода состоит из двух частей, симметрично расположенных относительно сердечника, выполненного из магнитопроводящего материала, один конец которого имеет магнитный контакт в центре С-образного магнитопровода с его внутренней стороны, на другом его конце имеется патрон из немагнитящегося материала для предотвращения возникновения вихревых токов, торцы С-образного магнитопровода имеют скосы, расположенные в одной плоскости с торцом сердечника, площадь которых соизмерима с площадью сечения минимального дефекта.The technical result obtained is achieved by the fact that the electromagnetic transducer to the flaw detector contains an exciting system in the form of a C-shaped magnetic circuit with a winding and a measuring element located symmetrically relative to the ends of the magnetic circuit, consisting of an inductor located on the core, while the winding of the C-shaped magnetic circuit consists of of two parts symmetrically located relative to a core made of a magnetically conductive material, one end of which has a magnetic the contact is in the center of the C-shaped magnetic circuit from its inside, at its other end there is a cartridge made of non-magnetic material to prevent eddy currents, the ends of the C-shaped magnetic circuit have bevels located in the same plane as the end of the core, the area of which is comparable with the minimum cross-sectional area defect.
Сущность полезной модели_заключается в том, что в электромагнитном преобразователе, содержащем обмотку из двух частей, намотанную на С-образном магнитопроводе, магнитная проницаемость µ1 которого превосходит магнитную проницаемость µ2 контролируемого изделия, при этом две части обмотки С-образного мапштопровода расположены симметрично относительно его торцов, и измерительную систему, содержащую катушку индуктивности на магнитопроводящем сердечнике, один конец которого имеет магнитный контакт в центре С-образного магнитопровода с его внутренней стороны, на другом его конце имеется патрон из немагнитящегося материала, торцы С-образного магнитопровода имеют скосы, формирующие внешнее относительно торцов симметричное магнитное поле при отсутствии дефектов в изделии, а при наличии любого из дефектов (трещин, раковин или инородных включений) в изделии симметрия поля нарушается и в сердечнике, на котором намотана катушка индуктивности, формируется переменный магнитный поток, приводящий к появлению в ней э.д.с. индукции, и, следовательно, измерительного сигнала, позволяющего обнаруживать дефекты и повысить качество контроля их состояния. Возбуждающая система и измерительная система преобразователя расположены в корпусе из немагнитящегося материала, глубина контролируемых дефектов в изделии определяется регулируемой частотной зависимостью отношения µ1/µ2 и достигает значений единиц - десятков сантиметров.The essence of the utility model is that in an electromagnetic transducer containing a two-part winding wound on a C-shaped magnetic circuit, the magnetic permeability μ 1 of which exceeds the magnetic permeability μ 2 of the controlled product, while the two parts of the winding of the C-shaped map conductor are located symmetrically with respect to its ends, and a measuring system containing an inductor on a magnetic core, one end of which has magnetic contact in the center of a C-shaped magnetic circuit with e of the inner side, at its other end there is a cartridge made of non-magnetic material, the ends of the C-shaped magnetic core have bevels that form a symmetrical magnetic field external to the ends in the absence of defects in the product, and in the presence of any of the defects (cracks, sinks or foreign inclusions) in the product symmetry of the field is violated and in the core on which the inductor is wound, an alternating magnetic flux is formed, leading to the appearance of an emf in it induction, and, consequently, a measuring signal, allowing to detect defects and improve the quality of control of their condition. The exciting system and the measuring system of the transducer are located in a case made of non-magnetic material, the depth of the controlled defects in the product is determined by the adjustable frequency dependence of the ratio µ 1 / µ 2 and reaches values of several tens of centimeters.
Полезная модель поясняется чертежом.The utility model is illustrated in the drawing.
На Фиг. схематически изображен электромагнитный преобразователь к дефектоскопу в корпусе 1 из немагнитящегося материала (штриховая линия), контролируемое изделие 2, имеющее дефект 3. Электромагнитный преобразователь состоит из С-образного магнитопровода 4, сделанного из магнитно-мягкого материала (например пермаллоя), на котором намотана обмотка из двух частей 5, расположенных симметрично относительно линии симметрии АВ. В окрестностях целевого зазора CD, на его внешней стороне, имеются скосы 6, лежащие в одной плоскости с торцом сердечника 7. На обмотку 5 подается напряжение uвозб от генератора синусоидального напряжения, возбуждающее магнитное поле в окрестностях целевого зазора CD, проникающее в контролируемое изделие 2 со стороны скосов 6. На сердечнике 7 из магнитопроводящего материала, намотана катушка индуктивности 8, формирующая измерительный сигнал uизм. В основании сердечника 7 имеется патрон 9 из немагнитящегося материала, обладающего высокой электропроводностью (медь, латунь, серебро), являющийся экраном для предотвращения возникновения вихревых токов в сердечнике 7. Противоположный конец сердечника 7 имеет магнитный контакт со средней частью С-образного магнитопровода 4. Для предотвращения абразивного воздействия поверхности контролируемого изделия на торец измерительного элемента и скосы С-образного магнитопровода, между ними имеется воздушный зазор 10 или защитная пленка типа скотч.In FIG. schematically depicts an electromagnetic transducer to a flaw detector in a housing 1 of non-magnetic material (dashed line), a controlled product 2 having a defect 3. The electromagnetic transducer consists of a C-shaped magnetic circuit 4 made of soft magnetic material (for example permalloy), on which a winding is wound of two parts 5 located symmetrically with respect to the line of symmetry AB. In the vicinity of the target CD gap, on its outer side, there are bevels 6 lying in the same plane with the end face of the core 7. A voltage u exc from the sinusoidal voltage generator is applied to the winding 5, exciting a magnetic field in the vicinity of the target CD gap penetrating the controlled product 2 from the side of the bevels 6. On the core 7 of magnetically conductive material, an inductor 8 is wound, forming a measuring signal u rev . At the base of the core 7 there is a cartridge 9 of non-magnetic material with high electrical conductivity (copper, brass, silver), which is a screen to prevent eddy currents in the core 7. The opposite end of the core 7 has magnetic contact with the middle part of the C-shaped magnetic circuit 4. For prevent the abrasive effect of the surface of the controlled product on the end face of the measuring element and the bevels of the C-shaped magnetic circuit, between them there is an air gap 10 or a protective film of the type tch
Электромагнитный преобразователь работает следующим образом.An electromagnetic converter operates as follows.
При подаче синусоидального напряжения uвозб от генератора на катушку возбуждения 5, через обе ее секции будет протекать синусоидальный ток, возбуждающий магнитное поле в окрестности зазора CD, проникающее в контролируемое изделие 2 со стороны скосов 6. Благодаря симметричному расположению секций катушки возбуждения, наводимое поле будет симметричным относительно линии симметрии АВ, если в области зазора CD материал изделия однородный, а дефекты (в том числе дефект 3) отсутствуют. При этом никаких изменений магнитного потока в центральном сердечнике 7 происходить не будет. Следовательно, в измерительной катушке 8 э.д.с. индукции наводиться не будет, поэтому измерительный сигнал uизм будет отсутствовать. Если при перемещении электромагнитного преобразователя вдоль поверхности изделия 2 в область зазора CD попадает дефект, локализованный на любой из поверхностей или внутри изделия и вносящий неоднородность материала, симметрия магнитного поля будет нарушена, при этом в центральном сердечнике 7 будет происходить изменение величины магнитного потока, что вызовет появление э.д.с. индукции в измерительной катушке 8 и, следовательно, сигнала uизм. При наличии дефекта асимметрия поля будет также зависеть от размеров и ориентации дефекта, поэтому их изменение во времени приведет к изменению амплитудных и фазовых параметров сигнала uизм, что позволяет отслеживать состояние дефектов во времени. Измерительный блок, на который подается измерительный сигнал uизм (на чертеже не показан) представляет собой измеритель его амплитуды и фазового сдвига относительно возбуждающего сигнала uвозб. Глубина обнаружения дефектов определяется зависимостью отношения магнитных проницаемостей С-образного магнитопровода и контролируемого изделия µ1/µ2 от частоты возбуждающего синусоидального напряжения uвозб, которая регулируется соответствующим органом генератора.When a sinusoidal voltage u exc from the generator is supplied to the excitation coil 5, a sinusoidal current will flow through both its sections, exciting the magnetic field in the vicinity of the CD gap, penetrating the controlled product 2 from the side of the bevels 6. Due to the symmetrical arrangement of the sections of the excitation coil, the induced field will symmetrical with respect to the line of symmetry AB, if in the region of the CD gap the product material is homogeneous and there are no defects (including defect 3). In this case, no changes in magnetic flux in the Central core 7 will not occur. Therefore, in the measuring coil 8 emf induction will not be induced, therefore, the measuring signal u ISM will be absent. If, when moving the electromagnetic transducer along the surface of the product 2, a defect gets into the CD gap region, which is localized on any surface or inside the product and introduces material inhomogeneity, the symmetry of the magnetic field will be broken, and a change in the magnitude of the magnetic flux will occur in the central core 7, which will cause emergence of an emf induction in the measuring coil 8 and, therefore, the signal u ISM . In the presence of a defect, the field asymmetry will also depend on the size and orientation of the defect; therefore, their change in time will lead to a change in the amplitude and phase parameters of the signal u ism , which allows one to track the state of defects in time. The measuring unit to which a measuring signal u edited (not shown) is a gauge of its amplitude and phase shift relative to the excitation signal u exc. The depth of detection of defects is determined by the dependence of the magnetic permeability ratio of the C-shaped magnetic circuit and the controlled product µ 1 / µ 2 on the frequency of the exciting sinusoidal voltage u exc , which is regulated by the corresponding generator body.
Выводы: использование предложенного электромагнитного датчика в составе дефектоскопа позволяет обнаруживать и контролировать состояние дефектов типа трещин, раковин и инородных включений в электропроводящих материалах изделий, локализованных как внутри изделия, так и на его внешней и внутренней поверхностях, при одностороннем расположении датчика, при этом глубина обнаруживаемых дефектов может быть от единиц до десятков сантиметров от зазора С-образного магнитопровода, в зависимости от отношения µ1/µ2, дефектоскоп с предлагаемым датчиком позволяет повысить качество контроля состояния дефектов, имеет малые габариты и может быть выполнен в портативном варианте.Conclusions: the use of the proposed electromagnetic sensor as part of a flaw detector allows one to detect and monitor the state of defects such as cracks, shells and foreign inclusions in the electrically conductive materials of products, localized both inside the product and on its external and internal surfaces, with a one-sided location of the sensor, while the depth of the detected defects can be from units to tens of centimeters from the gap of a C-shaped magnetic circuit, depending on the ratio µ 1 / µ 2 , a flaw detector with the proposed With a sensor, it allows to improve the quality of defect condition monitoring, has small dimensions and can be performed in a portable version.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010145071/28U RU103926U1 (en) | 2010-11-03 | 2010-11-03 | ELECTROMAGNETIC CONVERTER TO DEFECTOSCOPE |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010145071/28U RU103926U1 (en) | 2010-11-03 | 2010-11-03 | ELECTROMAGNETIC CONVERTER TO DEFECTOSCOPE |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU103926U1 true RU103926U1 (en) | 2011-04-27 |
Family
ID=44731966
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010145071/28U RU103926U1 (en) | 2010-11-03 | 2010-11-03 | ELECTROMAGNETIC CONVERTER TO DEFECTOSCOPE |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU103926U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2631909C2 (en) * | 2016-01-11 | 2017-09-28 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Трансгаз Краснодар" | Electronic magnetographic flaw detector |
-
2010
- 2010-11-03 RU RU2010145071/28U patent/RU103926U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2631909C2 (en) * | 2016-01-11 | 2017-09-28 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Трансгаз Краснодар" | Electronic magnetographic flaw detector |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3376216B1 (en) | Method for eddy-current testing of electrically conductive objects and device for realizing said method | |
| Kosmas et al. | Non-destructive evaluation of magnetic metallic materials using Hall sensors | |
| Brauer et al. | Eddy current testing of metallic sheets with defects using force measurements | |
| JP4804006B2 (en) | Flaw detection probe and flaw detection apparatus | |
| JP2011047736A (en) | Method of inspecting austenite-based stainless steel welding section | |
| JP6452880B1 (en) | Method and apparatus for inspecting flaws or defects in tubular body | |
| JP2009103534A (en) | Magnetic measurement apparatus | |
| JP2016057225A (en) | Eddy current flaw detection sensor device | |
| JP6551885B2 (en) | Nondestructive inspection device and nondestructive inspection method | |
| RU2566416C1 (en) | Device for eddy-current magnetic examination of ferromagnetic objects | |
| RU103926U1 (en) | ELECTROMAGNETIC CONVERTER TO DEFECTOSCOPE | |
| JP2005127963A (en) | Nondestructive inspection method and its apparatus | |
| RU2587695C1 (en) | Magnetic flaw detector for detecting defects in welds | |
| JP6550873B2 (en) | Eddy current flaw detection method | |
| JP2014066688A (en) | Eddy current flaw detection probe, and eddy current flaw detection device | |
| JP2012112868A (en) | Internal defective measuring method and internal defective measuring device | |
| JPH09507294A (en) | Method and apparatus for magnetically testing metal products | |
| İzgi et al. | Crack detection using fluxgate magnetic field sensor | |
| JP2008145137A (en) | Eddy current flaw detection probe, flaw detector, and flaw detection method | |
| Lugovskoy et al. | Investigation of welds by the method of the magneto-optical eddy current flaw detection | |
| JPH09274018A (en) | Method and apparatus for detecting flaw of magnetic metal element | |
| JP2005315732A (en) | Instrument for measuring displacement of ferromagnetic body | |
| Hayashi et al. | Magnetic image detection of the stainless-steel welding part inside a multi-layered tube structure | |
| RU179750U1 (en) | Device for local monitoring of the content of ferromagnetic phases in austenitic steels | |
| Harun et al. | Preparation of solenoid probe for Eddy Current Testing technique probe |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20110519 |