RU2085931C1 - Flaw detector electromagnetic transducer - Google Patents
Flaw detector electromagnetic transducer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2085931C1 RU2085931C1 RU9595107748A RU95107748A RU2085931C1 RU 2085931 C1 RU2085931 C1 RU 2085931C1 RU 9595107748 A RU9595107748 A RU 9595107748A RU 95107748 A RU95107748 A RU 95107748A RU 2085931 C1 RU2085931 C1 RU 2085931C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- core
- metering element
- measuring element
- magnetic circuit
- inductance
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для дефектоскопии электропроводящих объектов. The invention relates to non-destructive testing and can be used for inspection of electrically conductive objects.
Известен электромагнитный преобразователь к дефектоскопу, содержащий по меньшей мере один измерительный элемент в виде двух вложенных друг в друга и дифференциально включенных катушек индуктивности, возбуждающую систему, состоящую из электрически замкнутого токопровода с плоским активным участком, и замкнутого магнитопровода с токовой обмоткой, индуктивно сцепленной с электрически замкнутым контуром, образованным токопроводом, а измерительные элементы размещены в зоне активного участка токопровода [1]
Недостаток известного электромагнитного преобразователя состоит в том, что он не позволяет выявлять трещины, ориентированные вдоль возбуждаемых вихревых токов, а при взаимодействии с трещинами, перпендикулярными исходным контурам вихревого тока, регистрируются сигналы только в концевых зонах трещин. Кроме того при возбуждении вихревых токов плоской шиной с током глубина контроля существенно меньше потенциально достижимой.Known electromagnetic transducer to the flaw detector, containing at least one measuring element in the form of two nested in each other and differentially connected inductance coils, an exciting system consisting of an electrically closed current path with a flat active section, and a closed magnetic circuit with a current winding inductively coupled to an electrically closed loop formed by the current lead, and the measuring elements are located in the zone of the active section of the current lead [1]
A disadvantage of the known electromagnetic transducer is that it does not allow to detect cracks oriented along the excited eddy currents, and when interacting with cracks perpendicular to the initial eddy current circuits, signals are recorded only in the end zones of the cracks. In addition, when eddy currents are excited by a flat bus with a current, the control depth is significantly less than potentially achievable.
Наиболее близок к предложенному по технической сущности, принятый за прототип, электромагнитный преобразователь к дефектоскопу, содержащий, возбуждающую систему в виде П-образного или C-образного магнитопровода с обмоткой и измерительный элемент, расположенный симметрично относительно рабочих торцов магнитопровода и состоящий из двух дифференциально включенных накладных катушек индуктивности со стержневыми сердечниками [2]
Известный электромагнитный преобразователь не обладает потенциально достижимым уровнем балансировки, сохраняемым при взаимодействии электромагнитного материала с бездефектными объектами независимо от их удельной электрической проводимости, магнитной проницаемости и вариации рабочего зазора между поверхностью контролируемого объекта и рабочим торцом измерительного элемента. Это приводит к необходимости установки нуля перед контролем путем введения компенсирующего напряжения и поддержания стабильного рабочего зазора, при вариации которого происходит разбалансировка преобразователя. По этой же причине известный электромагнитный преобразователь обладает чувствительностью к дефектам ниже потенциально достижимой. При сканировании контролируемой поверхности известным преобразователем возможен пропуск локальных дефектов, проходящих между катушками измерительного элемента.Closest to the proposed technical essence, adopted as a prototype, an electromagnetic transducer to a flaw detector, containing an exciting system in the form of a U-shaped or C-shaped magnetic circuit with a winding and a measuring element located symmetrically relative to the working ends of the magnetic circuit and consisting of two differentially included invoices Rod cores [2]
The known electromagnetic transducer does not have a potentially achievable level of balancing, maintained during the interaction of electromagnetic material with defect-free objects, regardless of their specific electrical conductivity, magnetic permeability and variation of the working gap between the surface of the controlled object and the working end of the measuring element. This leads to the need to set the zero before control by introducing a compensating voltage and maintaining a stable working gap, with a variation of which the transmitter is unbalanced. For the same reason, the known electromagnetic transducer has a sensitivity to defects lower than potentially achievable. When scanning a controlled surface by a known transducer, it is possible to skip local defects passing between the coils of the measuring element.
Задача изобретения повышение чувствительности к дефектам и производительности контроля при одновременной отстройке от вариации электромагнитных свойств материала и вариации рабочего зазора. The objective of the invention is to increase the sensitivity to defects and performance monitoring while detuning from variations in the electromagnetic properties of the material and variations in the working gap.
Поставленная задача в электромагнитном преобразователе к дефектоскопу, содержащему возбуждающую систему в виде П-образного или C-образного магнитопровода с обмоткой и сбалансированный измерительный элемент, расположенный симметрично относительно рабочих торцов магнитопровода и состоящий из двух дифференциально включенных катушек индуктивности и сердечника, достигается благодаря тому, что, согласно изобретению, катушки индуктивности выполнены вложенными друг в друга, а сердечник измерительного элемента размещен соосно с ними. The task in an electromagnetic converter to a flaw detector containing an excitation system in the form of a U-shaped or C-shaped magnetic circuit with a winding and a balanced measuring element located symmetrically with respect to the working ends of the magnetic circuit and consisting of two differentially connected inductors and core is achieved by According to the invention, the inductors are made embedded in each other, and the core of the measuring element is placed coaxially with them.
Дополнительно, поставленная цель достигается благодаря тому, что сердечник выполнен из магнитодиэлектрика, а его параметры выбраны из условия:
ΔLв/2 < ΔL < 1,5ΔLв,
где ΔL максимально возможное изменение индуктивности измерительного элемента за счет размещения на его оси сердечника;
ΔLв изменение индуктивности измерительного элемента при изменении числа витков его внешней катушки на один виток.Additionally, the goal is achieved due to the fact that the core is made of magnetodielectric, and its parameters are selected from the condition:
ΔLв / 2 <ΔL <1,5ΔLв,
where ΔL is the maximum possible change in the inductance of the measuring element due to the placement of a core on its axis;
ΔLin the change in the inductance of the measuring element when changing the number of turns of its external coil by one turn.
Поставленная цель достигается благодаря тому, что размер T рабочего торца магнитопровода в направлении, перпендикулярном к линии, проходящей через оба торца выбирается из условия Dh <T, где Dh внешний диаметр измерительного элемента.This goal is achieved due to the fact that the size T of the working end of the magnetic circuit in the direction perpendicular to the line passing through both ends is selected from the condition D h <T, where D h is the outer diameter of the measuring element.
Поставленная цель достигается благодаря тому, что обмотка магнитопровода равномерно размещена на его части, отстоящей от обоих торцов на величину P > 0,5Dh.This goal is achieved due to the fact that the winding of the magnetic circuit is evenly placed on its part, spaced from both ends by a value of P> 0.5D h .
Рекомендуется для защиты измерительного элемента и магнитопровода от образного действия поверхности контролируемых объектов, снабдить преобразователь защитной пластиной из немагнитного металла, полностью закрывающей рабочий торец, преобразователя, a толщину T и удельную электрическую проводимость σ материала пластины выбирать из соотношений
T < 0,2 мм, σ < 4 мСм/М.
На фиг.1 приведена конструкция предлагаемого электромагнитного преобразователя к дефектоскопу с П-образным магнитопроводом; на фиг.2 отдельно показана возбуждающая система с C-образным магнитопроводом.It is recommended to protect the measuring element and the magnetic circuit from the figurative action of the surface of the controlled objects, to equip the transducer with a protective plate made of non-magnetic metal that completely covers the working end of the transducer, and choose a thickness T and electrical conductivity σ of the plate material from the ratios
T <0.2 mm, σ <4 mS / M.
Figure 1 shows the design of the proposed electromagnetic transducer to a flaw detector with a U-shaped magnetic circuit; figure 2 separately shows the excitation system with a C-shaped magnetic circuit.
Электромагнитный преобразователь к дефектоскопу, содержит возбуждающую систему в виде П-образного (фиг.1) или C-образного (фиг.2) магнитопровода 1 с обмоткой 2 и измерительный элемент 3, расположенный симметрично относительно рабочих торцов магнитопровода 1 и состоящий из двух дифференциально включенных катушек 4 и 5 индуктивности и магнитодиэлектрического сердечника 6, катушки индуктивности 4 и 5 выполнены вложенными друг в друга. Сердечник 6 измерительного элемента размещен на общей для катушек 4 и 5 оси. The electromagnetic transducer to the flaw detector contains an excitation system in the form of a U-shaped (Fig. 1) or C-shaped (Fig. 2) magnetic circuit 1 with a
Размеры сердечника 6 и магнитная проницаемость его материала выбираются из условия:
ΔLв/2 < ΔL < 1,5ΔLв,
где ΔL максимально возможное изменение индуктивности измерительного элемента 3 за счет размещения на его оси сердечника 6;
ΔLв изменение индуктивности измерительного элемента при изменении числа витков его внешней катушки на один виток.The dimensions of the core 6 and the magnetic permeability of its material are selected from the condition:
ΔLв / 2 <ΔL <1,5ΔLв,
where ΔL is the maximum possible change in the inductance of the measuring element 3 due to the placement of the core 6 on its axis;
ΔLin the change in the inductance of the measuring element when changing the number of turns of its external coil by one turn.
Размер T рабочего торца магнитопровода 1 в направлении, перпендикулярном к линии, проходящей через оба торца, рекомендуется выбирать из условия Dh <T, где Dh внешний диаметр измерительного элемента 3.The size T of the working end of the magnetic circuit 1 in the direction perpendicular to the line passing through both ends is recommended to be selected from the condition D h <T, where D h is the outer diameter of the measuring element 3.
Обмотку 2 магнитопровода 1 рекомендуется равномерно размещать на его части, отстоящей от обоих торцов на величину P > 0,5Dh.The
Для защиты измерительного элемента 5 и магнитопровода 1 от абразивного действия поверхности контролируемых объектов, преобразователь снабжен защитной пластиной 7 из немагнитного материала, полностью закрывающей рабочий торец преобразователя. Толщину T и удельную электрическую проводимость σ материала пластины рекомендуется выбирать из соотношений
T < 0,2 мм, σ < 4 мСм/М.
Электромагнитный преобразователь работает следующим образом.To protect the measuring element 5 and the magnetic circuit 1 from the abrasive action of the surface of the controlled objects, the transducer is equipped with a protective plate 7 of non-magnetic material that completely covers the working end of the transducer. The thickness T and the electrical conductivity σ of the plate material are recommended to be selected from the relations
T <0.2 mm, σ <4 mS / M.
An electromagnetic converter operates as follows.
При изготовлении преобразователя балансируют его измерительный элемент 5 путем подбора числа витков катушек 4 и 5. Эта балансировка может быть проведена с точностью до одного витка. При этом число витков внешней катушки 5 выбирают так, чтобы вносимое в нее возбуждающей системой напряжение превышало напряжение, вносимое во внутреннюю катушку 4. Затем подключают возбуждающую обмотку 2 к генератору гармонического напряжения, а выход измерительного элемента 5 к измерительному прибору, например, к милливольтметру. Вводят сердечник 6, плавно перемещая его вдоль общей оси катушек 4 и 5 и регистрируя напряжение разбаланса. Сердечник 6 фиксируют в каркасе измерительного элемента 3 при достижении минимума регистрируемого напряжения разбаланса. Сердечник 6 не должен нарушать симметрию магнитного поля, что приведет к появлению разбаланса при электромагнитном взаимодействии преобразователя с бездефектным объектом. Поэтому он должен быть расположен соосно с катушками 4 и 5. Наличие сердечник 6 приводит к выравниванию магнитной связи обеих катушек 4 и 5 с локальными неоднородностями (дефектами). Поэтому электромагнитное влияние сердечника должно быть минимальным, что достигается при выполнении рекомендуемого соотношения. Для удобства подбора размеров сердечника, представляющего из себя ферритовую крошку, целесообразно изготавливать его из материала с относительной магнитной проницаемостью не более 5. In the manufacture of the Converter balance its measuring element 5 by selecting the number of turns of the coils 4 and 5. This balancing can be carried out with an accuracy of one turn. The number of turns of the external coil 5 is chosen so that the voltage introduced into it by the excitation system exceeds the voltage introduced into the internal coil 4. Then, the
Перед контролем обмотку 2 подключают к генератору гармонического напряжения дефектоскопа (не показан), а выход измерительного элемента 3 к его измерительному блоку (не показан). Измерительный блок в простейшем случае может представлять из себя измеритель амплитуды гармонического напряжения. Возбуждаемые на контролируемом участке вихревые токи образуют систему контуров, замыкающихся вокруг каждого из торцов магнитопровода. Создаваемое ими магнитное поле симметрично, если в объекте контроля нет нарушений сплошности. При нарушении этой симметрии за счет дефекта, контура вихревых токов деформируются. Эта деформация приводит к различию напряжений, вносимых в катушки 4 и 5. В результате появится напряжение на выходе измерительного элемента 3. Нарушение симметрии происходит при наличии любого локального дефекта, а также при взаимодействии с длинной трещиной, не параллельной боковой поверхности магнитопровода 1. Если трещина параллельна боковой поверхности магнитопровода 1, то при сканировании будут зарегистрированы импульсы напряжения, имеющие максимумы в зоне концов трещины, а строго в ее центре сигнал будет отсутствовать. Before monitoring, the
Несимметрия магнитного поля возбуждающей системы приводит к тому, что уровень балансировки при взаимодействии с бездефектным объектом зависит от его электромагнитных свойств и величины рабочего зазора между торцом преобразователя и поверхностью контролируемого участка. Степень несимметрии уменьшается при увеличении ширины магнитопровода и удалении витков обмотки 2 от торцов магнитопровода 1. При выполнении рекомендуемых соотношений удается добиться приемлемой степени симметрии возбуждающей системы. The asymmetry of the magnetic field of the exciting system leads to the fact that the level of balancing when interacting with a defect-free object depends on its electromagnetic properties and the magnitude of the working gap between the end of the transducer and the surface of the controlled area. The degree of asymmetry decreases with increasing width of the magnetic circuit and the removal of the turns of winding 2 from the ends of the magnetic circuit 1. When the recommended ratios are achieved, an acceptable degree of symmetry of the exciting system can be achieved.
Высокая степень балансировки преобразователя, без нарушения степени балансировки в присутствии объекта контроля, позволяет существенно повысить чувствительность к дефектам и обеспечить возможность выявления дефектов при повышенных зазорах и их вариации в широких пределах. A high degree of balancing of the converter, without violating the degree of balancing in the presence of the control object, can significantly increase the sensitivity to defects and provide the ability to detect defects with increased gaps and their variation over a wide range.
Для защиты торца преобразователя от абразивного действия применяется защитная пластина 7, которая ослабляет магнитное взаимодействие с контролируемым участком. При рекомендуемых параметрах это ослабление не превышает 10% от полезного сигнала, что вполне приемлемо. При этом получаемые плюсы за счет надежности защиты торца преобразователя, технологичности и простоты в изготовлении заметно превышают минусы за счет незначительного снижения чувствительности. To protect the end of the converter from abrasive action, a protective plate 7 is used, which weakens the magnetic interaction with the controlled area. With the recommended parameters, this attenuation does not exceed 10% of the useful signal, which is quite acceptable. Moreover, the resulting advantages due to the reliability of the protection of the end face of the converter, manufacturability and ease of manufacture significantly exceed the disadvantages due to a slight decrease in sensitivity.
По сравнению с известными преобразователями предлагаемый электромагнитный преобразователь имеет следующие преимущества:
более высокую чувствительность к дефектам за счет повышенного уровня балансировки;
более высокую производительность, за счет того, что ширина зоны контроля примерно равна ширине торцов магнитопровода;
практически полное подавление вариации рабочего зазора и электромагнитных свойств, за счет сохранения уровня балансировки при воздействии любых металлообъектов без неоднородностей.Compared with the known converters, the proposed electromagnetic converter has the following advantages:
higher sensitivity to defects due to the increased level of balancing;
higher productivity, due to the fact that the width of the control zone is approximately equal to the width of the ends of the magnetic circuit;
almost complete suppression of variations in the working gap and electromagnetic properties, by maintaining the level of balancing when exposed to any metal objects without heterogeneities.
Claims (5)
ΔLв/2 < -L < 1,5 -Lв,
где L максимально возможное изменение индуктивности измерительного элемента за счет размещения на его оси сердечника;
Lв изменение индуктивности измерительного элемента при изменении числа витков его внешней катушки на один виток.2. The Converter according to claim 1, characterized in that it is equipped with a magnetodielectric core placed coaxially with the inductors, and its parameters are selected from the condition
ΔL in / 2 <-L <1,5 -L in ,
where L is the maximum possible change in the inductance of the measuring element due to the placement of a core on its axis;
L in the change in the inductance of the measuring element when changing the number of turns of its external coil by one turn.
T < 0,2 мм, σ < 2 мСм/м.о5. The Converter according to claim 1, characterized in that it is equipped with a protective plate of non-magnetic metal covering the end of the entire Converter, and the thickness and electrical conductivity of the plate material are selected from the ratio
T <0.2 mm, σ <2 mS / m
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU9595107748A RU2085931C1 (en) | 1995-05-12 | 1995-05-12 | Flaw detector electromagnetic transducer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU9595107748A RU2085931C1 (en) | 1995-05-12 | 1995-05-12 | Flaw detector electromagnetic transducer |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU95107748A RU95107748A (en) | 1997-01-10 |
RU2085931C1 true RU2085931C1 (en) | 1997-07-27 |
Family
ID=20167724
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU9595107748A RU2085931C1 (en) | 1995-05-12 | 1995-05-12 | Flaw detector electromagnetic transducer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2085931C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2710011C2 (en) * | 2018-03-23 | 2019-12-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Вихревик" | Method for balancing an eddy current converters |
-
1995
- 1995-05-12 RU RU9595107748A patent/RU2085931C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 1298673, кл. G 01 N 27/90, 1985. 2. Тетерко А.Я., Колчанов К.А., Учанин В.Н. и др. Особенности конструирования дефектоскопов с датчиками градиентометрического типа. Промышленное применение электромагнитных методов контроля. - МДНТП, 1974, с. 79 - 84. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2710011C2 (en) * | 2018-03-23 | 2019-12-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Вихревик" | Method for balancing an eddy current converters |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU95107748A (en) | 1997-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR920000566B1 (en) | Method of and apparatus for assessing insucation conditions | |
JPH0664643B2 (en) | Coin selection device | |
CN113433212B (en) | Uniform field excitation directional eddy current probe with high interference resistance and detection method | |
JP2024028546A (en) | Device and method for measuring magnetic characteristics of ferromagnetic endless belt | |
RU2085931C1 (en) | Flaw detector electromagnetic transducer | |
CN114019220B (en) | Current detector and circuit | |
Shilyashki et al. | Pin sensor for interior induction measurements in transformer cores | |
US4864236A (en) | Wire inhomogeneity detector having a core with opposing pole pieces and guide pieces adjacent the opposing pole pieces | |
US3940688A (en) | Device for testing the magnetic properties of a magnetic material | |
RU2063025C1 (en) | Electromagnetic converter for flaw detection | |
SU789730A1 (en) | Method and transducer for multifrequency eddy-current monitoring | |
Gu et al. | The principle and application of a new technique for detecting wire rope defects | |
RU2781153C1 (en) | Eddy current transducer for non-destructive testing of strand ropes | |
KR102265940B1 (en) | Cable defect inspection apparatus | |
SU1010537A1 (en) | Strapped electromagnetic converter | |
SU1420508A1 (en) | Induction transducer for registering barkhausen leaps | |
RU2130193C1 (en) | Device for detection of short-circuited turns in electric coils | |
SU1027592A1 (en) | Channel eddy-current converter having rotating field (its versions) | |
JP3675780B2 (en) | Metal fatigue / deterioration identification device | |
SU896386A1 (en) | Mechanical stress pickup | |
JPH04121660A (en) | Probe for eddy current flaw detection | |
SU1679353A1 (en) | Eddy current transducer for flaw detectors | |
JPH01221680A (en) | Detecting method for insulating condition | |
SU836574A1 (en) | Eddy-current transducer | |
SU1719977A1 (en) | Electromagnetic converter for non-destructive control |