RU2089892C1

RU2089892C1 - Sensor testing welds

Info

Publication number: RU2089892C1
Application number: RU95103459A
Authority: RU
Inventors: В.Я. Герасимов; Н.В. Парышев; В.П. Егий
Original assignee: Предприятие "Курганстальмост"
Priority date: 1995-03-10
Filing date: 1995-03-10
Publication date: 1997-09-10
Also published as: RU95103459A

Abstract

FIELD: instrumentation. SUBSTANCE: sensor testing welds presents three-electrode capacitor, tested article is common electrode of it. Two marble plates are positioned between measurement electrodes in the form of plates and tested article. EFFECT: increased operational reliability. 2 dwg

Description

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для неразрушающего контроля стальных сварных швов. The invention relates to instrumentation and can be used for non-destructive testing of steel welds.

Известен феррозондовый преобразователь /датчик/ для неразрушающего контроля сварных труб [1] который содержит катушку с возбуждающей и измерительной обмотками и сердечник из ферромагнитного материала, снабженный немагнитным диском с питанием возбуждающей обмотки от высокочастотного генератора. При проведении такого контроля шва требуется предварительное намагничивание металла с фильтрацией и усилением ЭДС измерительной обмотки с помощью специальных электронных устройств. Наряду со сложностью такой датчик-преобразователь позволяет определять только дефектные участки на сварных швах без сравнительной оценки прочностных свойств. Known fluxgate transducer / sensor / for non-destructive testing of welded pipes [1] which contains a coil with exciting and measuring windings and a core of ferromagnetic material, equipped with a non-magnetic disk powered by the exciting winding from a high-frequency generator. When conducting such a control of the seam, preliminary magnetization of the metal is required with filtration and amplification of the EMF of the measuring winding using special electronic devices. Along with complexity, such a sensor-transducer allows only defective areas at welds to be determined without a comparative assessment of the strength properties.

Известно также устройство для измерения дефектов волокон и проводов [2] которое содержит трехэлектродный конденсатор и общим электродом конденсатора является контролируемое изделие. При этом в устройстве используются измерительные электроды сложной формы в виде трехгранных призм, а изменение напряжения в индуктивной цепи генератора должно быть достаточно большим. Только в этом случае возможно точное измерение величины и глубины дефекта. It is also known a device for measuring defects in fibers and wires [2] which contains a three-electrode capacitor and the common electrode of the capacitor is a controlled product. In this case, the device uses complex measuring electrodes in the form of trihedral prisms, and the voltage change in the inductive circuit of the generator should be large enough. Only in this case is it possible to accurately measure the magnitude and depth of the defect.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей и упрощение неразрушающего контроля. The aim of the invention is to expand technological capabilities and simplify non-destructive testing.

На фиг. 1 показан датчик и его расположение в зоне контроля стыкового шва; на фиг. 2 изменение тока в зависимости о прочности стального стыкового шва. In FIG. 1 shows the sensor and its location in the control zone of the butt weld; in FIG. 2 change in current depending on the strength of the steel butt weld.

Датчик содержит трехэлектродный конденсатор, при этом общим электродом конденсатора является контролируемое изделие, и состоит из двух диэлектрических пластин 1, размещенных между каждым из двух измерительных электродов 2 на общем основании 3 и контролируемым изделием 4, причем диэлектрические пластины выполнены из мрамора. Его диэлектрическая проницаемость достаточно высока и составляет 8-10, что обеспечивает такому датчику большую электрическую емкость при небольших размерах, полную независимость от воздействия окружающей среды /например, от влажности воздуха/. The sensor contains a three-electrode capacitor, while the common electrode of the capacitor is a controlled product, and consists of two dielectric plates 1 placed between each of two measuring electrodes 2 on a common base 3 and a controlled product 4, and the dielectric plates are made of marble. Its dielectric constant is quite high and amounts to 8-10, which provides such a sensor with a large electric capacitance with small dimensions, complete independence from environmental influences / for example, from air humidity /.

Датчик работает следующим образом. От генератора высокочастотных гармонических колебаний электромагнитная энергия передается на диэлектрические пластины 1 через измерительные электроды 2. При установке датчика в зоне контроля электромагнитное поле локализуется в области сварного шва с одновременным уменьшением энергии поля вследствие потерь в металле. Контроль сварного шва может осуществляться сравнением с эталонным изделием /швом/ или по локальному изменению свойств металла по длине шва. Изменение электрической емкости датчика пропорционально изменению тока в приборе-регистраторе /в цепи генератора/. The sensor operates as follows. From the generator of high-frequency harmonic oscillations, electromagnetic energy is transmitted to the dielectric plates 1 through the measuring electrodes 2. When the sensor is installed in the control zone, the electromagnetic field is localized in the weld area with a simultaneous decrease in the field energy due to losses in the metal. The control of the weld can be carried out by comparison with the reference product / seam / or by a local change in the properties of the metal along the length of the seam. The change in the electric capacitance of the sensor is proportional to the change in current in the device-recorder / in the generator circuit /.

Типовая зависимость относительно тока J/J₀ в приборе-регистраторе от относительной прочности σ/σ_o для стыковых сварных швов из мостовой стали приведена на фиг. 2. Здесь J₀ ток, соответствующий опытному шву с известной прочностью σ_o.A typical dependence with respect to the current J / J ₀ in the recorder on the relative strength σ / σ _o for butt welds of bridge steel is shown in FIG. 2. Here, J _{0 is the} current corresponding to the experimental joint with a known strength σ _o .

Полученная линейная зависимость упрощает контроль сварных швов и подтверждает, что потери энергии электромагнитного поля в металле адекватны прочностным характеристикам самого шва. The obtained linear relationship simplifies the control of welds and confirms that the energy loss of the electromagnetic field in the metal is adequate to the strength characteristics of the weld itself.

Чувствительность датчика можно изменять за счет толщины диэлектрических пластин. Датчик можно применять при контроле прочности сварных швов, для выявления дефектов в швах, для оценки влияния краевого эффекта /вблизи торцев стальных листов и изделий из них/. The sensitivity of the sensor can be changed due to the thickness of the dielectric plates. The sensor can be used to control the strength of welds, to identify defects in the welds, to assess the influence of the edge effect / near the ends of steel sheets and products from them /.

Claims

A sensor for monitoring welds containing a three-electrode capacitor, wherein the common electrode of the capacitor is a controlled product, characterized in that it further comprises two dielectric plates placed between each of the two measuring electrodes and the controlled product, and the dielectric plates are made of marble.