RU117636U1

RU117636U1 - DEVICE FOR MECHANICAL VOLTAGE DETERMINATION

Info

Publication number: RU117636U1
Application number: RU2012107199/28U
Authority: RU
Inventors: Валерий Иванович Максимочкин; Наиль Миниахметович Гарифуллин; Наиль Тимерзянович Сулейманов
Priority date: 2012-02-27
Filing date: 2012-02-27
Publication date: 2012-06-27

Abstract

Устройство для определения механических напряжений, содержащее корпус, установленный в нем основной сердечник П-образной формы с размещенными на нем возбуждающей и контролирующей уровень возбуждения обмотками, отличающееся тем, что устройство для определения механических напряжений снабжено дополнительным сердечником П-образной формы, на котором размещена измерительная обмотка, причем дополнительный сердечник установлен симметрично между полюсами основного сердечника так, что плоскость его перпендикулярна плоскости основного сердечника, а корпус выполнен из проводящего немагнитного материала. A device for determining mechanical stresses, containing a housing, a main U-shaped core installed in it with exciting windings that control the level of excitation, characterized in that the device for determining mechanical stresses is equipped with an additional U-shaped core, on which a measuring winding, and the additional core is installed symmetrically between the poles of the main core so that its plane is perpendicular to the plane of the main core, and the body is made of a conductive non-magnetic material.

Description

Полезная модель относится к приборостроению, неразрушающему контролю материалов, технической диагностике и может быть использовано в качестве накладных датчиков для определения механических напряжений в ферромагнитных материалах для оценки ресурсоемкости устройства агрегатов, работающих под нагрузкой.The utility model relates to instrumentation, non-destructive testing of materials, technical diagnostics and can be used as overhead sensors for determining mechanical stresses in ferromagnetic materials to assess the resource consumption of the device units operating under load.

Наиболее близким по техническому результату к заявляемому устройству является магнитоупругий датчик для определения механических напряжений [патент №2073856, кл. G01N 27/80, опубл. 20.02.1997], который содержит корпус, установленные в нем сердечник с размещенными на нем возбуждающей и измерительной обмотками, при этом он снабжен двумя дополнительными сердечниками полосовой формы и размещенными на них соответственно двумя измерительными обмотками, а основной сердечник выполнен Н-образной формы, причем дополнительные сердечники установлены между полюсами основного симметрично его центральной части.Closest to the technical result of the claimed device is a magnetoelastic sensor for determining mechanical stress [patent No. 2073856, class. G01N 27/80, publ. 02.20.1997], which contains a housing, a core installed in it with exciting and measuring windings placed on it, while it is equipped with two additional strip-shaped cores and two measuring windings placed on them, respectively, and the main core is made in an H-shape, moreover additional cores are installed between the poles of the main symmetrically to its central part.

Недостатками известного датчика являются сравнительно большие размеры, что не позволяет вести измерения механической напряженности в локальных точках, сложность выделения скачков Баркгаузена, так как в обмотке полосовых сердечников возможно наведение электродинамических сил (ЭДС) с частотой возбуждения, а также слабая помехозащищенность от посторонних ЭДС.The disadvantages of the known sensor are its relatively large size, which makes it impossible to measure mechanical stress at local points, the difficulty of isolating Barkhausen jumps, since in the winding of strip cores it is possible to induce electrodynamic forces (EMF) with an excitation frequency, as well as poor noise immunity from extraneous EMFs.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели являются повышение помехоустойчивости и чувствительности измерений.The technical result of the proposed utility model is to increase the noise immunity and measurement sensitivity.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для определения механических напряжений, содержит корпус, установленный в нем сердечник П-образной формы с размещенными на нем возбуждающей и контролирующей уровень возбуждения обмотками, а также дополнительныйсердечник П-образной формы, на котором размещена измерительная обмотка, причем дополнительный сердечник установлен симметрично между полюсам основного сердечника так, что плоскость его перпендикулярна плоскости основного сердечника. Корпус устройства выполнен из проводящего немагнитного материала, выполняющего функцию экрана и защиты от внешних помех. Плоскость сердечника с измерительной обмоткой перпендикулярна плоскости основного сердечника, и, поэтому, в нем практически не наводится ЭДС на частоте возбуждения, а ЭДС от скачков Баркгаузена при этом практически остается неизменной.The specified technical result is achieved by the fact that the device for determining mechanical stresses comprises a housing, a U-shaped core installed in it with the windings exciting and controlling the excitation level, and an additional U-shaped core on which the measuring winding is placed, an additional core is installed symmetrically between the poles of the main core so that its plane is perpendicular to the plane of the main core. The body of the device is made of a conductive non-magnetic material that acts as a screen and protects against external interference. The plane of the core with the measuring winding is perpendicular to the plane of the main core, and, therefore, the EMF is practically not induced at the excitation frequency, and the EMF from the Barkhausen jumps remains almost unchanged.

Устройство для определения механических напряжений состоит из корпуса 1, из двух П-оразных магнитопроводов 2 и 3, причем магнитопровод 3 установлен в межполюсном пространстве магнитопровода 2 перпендикулярно к нему. В центре магнитопровода 2 намотана намагничивающая обмотка 4, ближе к полюсам этого же магнитопровода намотаны две последовательно соединенные обмотки 5 для контроля уровня возбуждения. На магнитопроводе 3 намотана измерительная обмотка 6 для измерения магнитного шума, создаваемого скачками Баркгаузена при перемагничивании контролируемого участка.A device for determining mechanical stresses consists of a housing 1, of two P-shaped magnetic cores 2 and 3, and the magnetic circuit 3 is installed in the interpolar space of the magnetic circuit 2 perpendicular to it. In the center of the magnetic circuit 2, a magnetizing winding 4 is wound, closer to the poles of the same magnetic circuit two series-connected windings 5 are wound to control the level of excitation. A measuring winding 6 is wound on the magnetic core 3 to measure the magnetic noise generated by the Barkhausen jumps during magnetization reversal of the controlled section.

Устройство работает следующим образом. Накладывают датчик на контролируемую поверхность, находящуюся под механическим давлением. Пропуская переменный ток частотой 20-30 Гц по намагничивающей обмотке производят намагничивание контролируемой поверхности переменным электромагнитным полем. По сигналу на выходе обмоток контроля уровня возбуждения обеспечивается требуемое значение величины электромагнитного поля намагничивания, которое затем поддерживается постоянным в процессе измерений. По среднеквадратичному значению магнитного шума или по числу скачков Баркгаузена, определяемым по измерениям на выходе измерительной обмотки, судят о величине механического напряжения. Для определения абсолютной величины механического напряжения используют тарировочные графики, полученные на эталонных образцах при известных в них механических напряжениях.The device operates as follows. The sensor is placed on a controlled surface under mechanical pressure. By passing an alternating current with a frequency of 20-30 Hz through the magnetizing winding, the controlled surface is magnetized by an alternating electromagnetic field. The signal at the output of the field level control windings provides the required value of the magnitude of the electromagnetic field of magnetization, which is then kept constant during the measurement process. The rms value of the magnetic noise or the number of Barkhausen jumps, determined by measurements at the output of the measuring winding, judges the magnitude of the mechanical stress. To determine the absolute value of mechanical stress, calibration graphs are used, obtained on reference samples at known mechanical stresses.

Claims

A device for determining mechanical stresses, comprising a housing, a U-shaped main core installed therein with windings exciting and controlling the level of excitation located on it, characterized in that the device for determining mechanical stresses is provided with an additional U-shaped core on which the measuring winding, and the additional core is installed symmetrically between the poles of the main core so that its plane is perpendicular to the plane of the main dechnika and the housing is formed of a conductive nonmagnetic material.