RU2130609C1 - Device for local measurement of ferromagnetic phase of austenitic steel - Google Patents
Device for local measurement of ferromagnetic phase of austenitic steel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2130609C1 RU2130609C1 RU97113301A RU97113301A RU2130609C1 RU 2130609 C1 RU2130609 C1 RU 2130609C1 RU 97113301 A RU97113301 A RU 97113301A RU 97113301 A RU97113301 A RU 97113301A RU 2130609 C1 RU2130609 C1 RU 2130609C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnet
- magnetically sensitive
- sensitive elements
- elements
- ferromagnetic phase
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительной технике, для неразрушающего контроля качества материалов и предназначено для локального измерения ферромагнитной фазы аустенитных сталей при литье, в заготовках и в готовых изделиях, сварочных швах и наплавках и др. The invention relates to measuring equipment for non-destructive testing of the quality of materials and is intended for local measurement of the ferromagnetic phase of austenitic steels during casting, in billets and in finished products, welding seams and surfacing, etc.
В современном машиностроении, энергетике, самолето- и судостроении широко применяются парамагнитные сплавы с магнитной проницаемостью μ < 1,05 (аустенитные стали). К таким сплавам предъявляются высокие требования по их магнитным свойствам. Материалы из этих сплавов не должны изменять свое парамагнитное состояние при их изготовлении, когда они подвергаются воздействию внешних полей, упругих напряжений, пластических деформаций, высоких температур (например: при сварке, резке, термообработке) и др. Paramagnetic alloys with magnetic permeability μ <1.05 (austenitic steels) are widely used in modern engineering, energy, aircraft and shipbuilding. Such alloys have high demands on their magnetic properties. Materials from these alloys should not change their paramagnetic state during their manufacture, when they are exposed to external fields, elastic stresses, plastic deformations, high temperatures (for example: during welding, cutting, heat treatment), etc.
Контроль стабильности магнитного состояния этих сталей является весьма актуальным, т.к. воздействия поля, температуры, пластических деформаций могут существенно увеличивать магнитную проницаемость за счет перехода материала аустенитной стали в ферромагнитное состояние (в α- фазу). Monitoring the stability of the magnetic state of these steels is very relevant, because the effects of the field, temperature, and plastic deformations can significantly increase the magnetic permeability due to the transition of austenitic steel material to the ferromagnetic state (into the α phase).
Такой контроль осуществляют с помощью приборов - ферритометров. Залогом успешного контроля и работы прибора является локальный, накладной дифференциальный феррозондовый датчик, предназначенный для сканирования поверхности материалов и изделий. Однако, существующие на сегодняшний день конструкции датчиков, при своих достоинствах, ограничивают возможности этого метода контроля, не обеспечивая достаточно полной локальности измерений материалов. Such control is carried out using devices - ferritometers. The key to successful control and operation of the device is a local, laid on differential flux-gate sensor designed to scan the surface of materials and products. However, the existing sensor designs, with their advantages, limit the possibilities of this control method, not providing a sufficiently complete locality of material measurements.
Предлагаемое в заявляемом изобретении устройство для измерения ферромагнитной фазы аустенитных сталей отвечает этим требованиям и позволяет повысить точность и достоверность локальных измерений ферромагнитной фазы аустенитных сталей. Proposed in the claimed invention, a device for measuring the ferromagnetic phase of austenitic steels meets these requirements and can improve the accuracy and reliability of local measurements of the ferromagnetic phase of austenitic steels.
Известно устройство для локального измерения ферромагнитной фазы материалов [1]. A device for local measurement of the ferromagnetic phase of materials [1].
Устройство содержит постоянный магнит, феррозондовый датчик, ручку и немагнитный защитный корпус, в котором магниточувствительные элементы расположены у полюса магнита, симметрично его продольной оси, в зонах, в которых на длине магниточувствительных элементов, результирующая составляющих поля магнита, направленных вдоль каждого из магниточувствительных элементов, практически равна нулю, причем магниточувствительные элементы подключены к электроизмерительному блоку прибора по схеме полемера. The device comprises a permanent magnet, a flux-gate sensor, a pen and a non-magnetic protective case, in which the magnetically sensitive elements are located at the pole of the magnet, symmetrically to its longitudinal axis, in areas in which along the length of the magnetically sensitive elements, the resulting components of the magnet field are directed along each of the magnetically sensitive elements, practically equal to zero, and the magnetically sensitive elements are connected to the electrical measuring unit of the device according to the scheme of the pole meter.
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
При сканировании поверхности материала устройством, его магнит взаимодействует с материалом, промагничивая его на определенную глубину. При этом по обмоткам возбуждения магниточувствительных элементов пропускается переменный ток с определенной частотой, который периодически доводит сердечники магниточувствительных элементов до насыщения. В отсутствие, на сканируемом участке материала пятен с ферромагнитными свойствами (α-фазы) ЭДС, наводимые в измерительных обмотках магниточувствительных элементов, от неоднородности магнитного поля и выходной сигнал, фиксируемый стрелочным индикатором, будут отсутствовать. When scanning the surface of a material with a device, its magnet interacts with the material, magnetizing it to a certain depth. In this case, alternating current with a certain frequency is passed through the excitation windings of the magnetically sensitive elements, which periodically brings the cores of the magnetically sensitive elements to saturation. In the absence, on the scanned section of the material of the spots with ferromagnetic properties (α-phase), the EMF induced in the measuring windings of the magnetically sensitive elements from the inhomogeneity of the magnetic field and the output signal detected by the dial indicator will be absent.
При сканировании участка материала, обладающего ферромагнитными свойствами, силовые линии магнитного поля неоднородности участка материала, воздействуют на сердечники магниточувствительных элементов в направлении (вдоль), их магнитных (продольных) осей (измеряется нормальная составляющая магнитного поля неоднородности материала). В результате изменения магнитных потоков сердечников, ЭДС, наводимые в измерительных обмотках магниточувствительных элементов, соединенных по схеме полемера, будут складываться. Сумма величин ЭДС, передаваемых в виде сигнала на стрелочный индикатор, и является мерой нормальной составляющей магнитного поля, создаваемого α-фазой в материале. When scanning a portion of a material with ferromagnetic properties, the magnetic field lines of the inhomogeneity of the portion of the material act on the cores of the magnetically sensitive elements in the direction (along) of their magnetic (longitudinal) axes (the normal component of the magnetic field of the inhomogeneity of the material is measured). As a result of changes in the magnetic fluxes of the cores, the EMF induced in the measuring windings of the magnetically sensitive elements connected by the field meter circuit will add up. The sum of the EMF values transmitted in the form of a signal to a dial indicator is a measure of the normal component of the magnetic field created by the α-phase in the material.
Однако, это известное устройство обладает существенными недостатками, снижающими эффективность его применения, а именно:
1. Относительная погрешность измерения по обработанной поверхности материала составляет 10%.However, this known device has significant disadvantages that reduce the effectiveness of its use, namely:
1. The relative measurement error for the treated surface of the material is 10%.
2. Для проверки достоверности результатов, необходимо дважды сканировать участок материала во взаимно ортогональных направлениях. 2. To verify the reliability of the results, it is necessary to double-scan a section of material in mutually orthogonal directions.
3. Погрешность измерения возрастает, когда материал имеет небольшую толщину (2-3 мм), или же магнит имеет прямоугольную форму, в этом случае, силовые линии магнитного поля неоднородности материала, воздействующие на магниточувствительные элементы устройства, могут быть разнополярными, и результирующий выходной сигнал уменьшится, то есть устройство недостаточно универсально для широкого круга контроля изделий и материалов. 3. The measurement error increases when the material has a small thickness (2-3 mm), or the magnet has a rectangular shape, in this case, the lines of force of the magnetic field of the inhomogeneity of the material acting on the magnetically sensitive elements of the device can be bipolar, and the resulting output signal will decrease, that is, the device is not universal enough for a wide range of control of products and materials.
Наиболее близким техническим решением, взятым за прототип, является известное устройство для локального измерения ферромагнитной фазы материалов [2]. The closest technical solution, taken as a prototype, is a known device for local measurement of the ferromagnetic phase of materials [2].
Устройство содержит постоянный магнит, феррозондовый датчик, ручку и немагнитный защитный корпус, в котором магниточувствительные элементы датчика расположены в плоскости нейтрального сечения магнита на его противоположных сторонах ортогонально его продольной оси, соосно друг другу; при этом они подключены к электроизмерительному блоку прибора по градиентометрической схеме, что позволяет исключить влияние внешнего постоянного магнитного поля, например геомагнитного поля, поля цеха и др. The device comprises a permanent magnet, a flux-gate sensor, a pen and a non-magnetic protective case, in which the magnetically sensitive elements of the sensor are located in the plane of the neutral section of the magnet on its opposite sides orthogonal to its longitudinal axis, coaxial to each other; at the same time, they are connected to the electric measuring unit of the device according to the gradientometric scheme, which eliminates the influence of an external constant magnetic field, for example, a geomagnetic field, a workshop field, etc.
Устройство-прототип работает следующим образом. The prototype device operates as follows.
При сканировании поверхности материала устройством его магнит взаимодействует с материалом, промагничивая его на определенную глубину. При этом по обмоткам возбуждения магниточувствительных элементов пропускается переменный ток с определенной частотой, который периодически доводит сердечники магниточувствительных элементов до насыщения. В отсутствие в материале участка с ферромагнитными свойствами (α-фазы), ЭДС, наводимые в измерительных обмотках магниточувствительных элементов от неоднородности магнитного поля, будут отсутствовать; следовательно, и выходной сигнал, фиксируемый стрелочным индикатором, также будет отсутствовать. When scanning the surface of a material with a device, its magnet interacts with the material, magnetizing it to a certain depth. In this case, alternating current with a certain frequency is passed through the excitation windings of the magnetically sensitive elements, which periodically brings the cores of the magnetically sensitive elements to saturation. In the absence of a region with ferromagnetic properties (α-phase) in the material, EMF induced in the measuring windings of magnetically sensitive elements from the inhomogeneity of the magnetic field will be absent; therefore, the output signal detected by the dial indicator will also be absent.
При обнаружении участка, обладающего ферромагнитными свойствами, силовые линии магнитного поля рассеяния неоднородности материала воздействуют на сердечники магниточувствительных элементов в направлении ортогонально магнитным осям этих сердечников (в этом случае измеряется тангенциальная составляющая магнитного поля рассеяния неоднородности материала). В результате изменения магнитных потоков сердечников ЭДС, наводимые в измерительных обмотках магниточувствительных элементов, соединенных по схеме градиентометра, в этом случае будут складываться. Сумма величин ЭДС, передаваемая в виде сигнала на стрелочный индикатор, и является мерой продольного градиента, тангенциальной составляющей магнитного поля относительно продольной оси магниточувствительных элементов, создаваемого α-фазой в материале. When a region with ferromagnetic properties is detected, the lines of force of the magnetic field scattering the inhomogeneities of the material act on the cores of the magnetically sensitive elements in the direction orthogonal to the magnetic axes of these cores (in this case, the tangential component of the magnetic field scattering the inhomogeneities of the material is measured). As a result of changes in the magnetic fluxes of the EMF cores induced in the measuring windings of magnetically sensitive elements connected by a gradiometer, in this case they will add up. The sum of the EMF values, transmitted in the form of a signal to a dial indicator, is a measure of the longitudinal gradient, the tangential component of the magnetic field relative to the longitudinal axis of magnetically sensitive elements created by the α phase in the material.
Однако это известное устройство-прототип имеет недостатки, снижающие эффективность его применения, а именно:
1. Относительная погрешность измерения по обработанной поверхности материала составляет до 7%.However, this known prototype device has disadvantages that reduce the effectiveness of its use, namely:
1. The relative measurement error for the treated surface of the material is up to 7%.
2. Для проверки достоверности результатов необходимо дважды сканировать участок материала во взаимно ортогональных направлениях. 2. To verify the reliability of the results, it is necessary to double-scan a section of material in mutually orthogonal directions.
3. Погрешность измерения возрастает, когда материал имеет небольшую толщину или же магнит имеет прямоугольную форму. В этом случае силовые линии магнитного поля неоднородности материала, воздействующие на магниточувствительные элементы устройства, могут быть разнополярными, и результирующий выходной сигнал уменьшится, т.е. устройство недостаточно универсально для широкого круга контроля изделий и материалов. 3. The measurement error increases when the material has a small thickness or the magnet has a rectangular shape. In this case, the lines of force of the magnetic field of the inhomogeneity of the material acting on the magnetically sensitive elements of the device can be bipolar, and the resulting output signal will decrease, i.e. the device is not universal enough for a wide range of control of products and materials.
Сопоставительный анализ заявляемого устройства с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается наличием новой конструкции датчика, его элементов и связями, а именно тем, что оно снабжено дополнительными магниточувствительными элементами, расположенными в плоскости нейтрального сечения магнита, на его противоположных сторонах, под углом к оси намагничивания магнита, при этом магниточувствительные элементы подключены к электроизмерительному блоку прибора по градиентометрической схеме, а также одновременно с первой парой магниточувствительных элементов они подключены через переключатели к электроизмерительному прибору по схеме полемера. A comparative analysis of the claimed device with the prototype shows that the claimed device is characterized by the presence of a new sensor design, its elements and connections, namely, that it is equipped with additional magnetosensitive elements located in the plane of the neutral section of the magnet, on its opposite sides, at an angle to the axis of magnetization magnet, while the magnetically sensitive elements are connected to the electrical unit of the device according to the gradiometric scheme, as well as simultaneously with the first pair Oh magnetically sensitive elements they are connected via switches to an electrical measuring device according to the scheme of the pole meter.
Известно устройство в приборе Ферстера (измеритель проницаемости 1.005-1531 GK-5-1000/0,1-TQ-1), которое отличается от вышеописанного прототипа [2] наличием юстировочного магнита, применяемого с целью более точной установки магниточувствительных элементов в плоскости нейтрального сечения магнита (ЮНДК 24). В современных магнитах со значительной площадью намагничивания такой юстировочный магнит применять проблематично. В целом же это устройство расположением своих элементов и подключением их (градиентометрическая схема), а также по своим функциям и недостаткам аналогично прототипу [2]. A device is known in the Ferster device (permeability meter 1.005-1531 GK-5-1000 / 0,1-TQ-1), which differs from the above prototype [2] by the presence of an alignment magnet used to more accurately install magnetically sensitive elements in the plane of the neutral section magnet (UNDK 24). In modern magnets with a large magnetization area, such an alignment magnet is problematic. In general, this device is the location of its elements and their connection (gradiometric scheme), as well as its functions and disadvantages similar to the prototype [2].
Известно также устройство [3] , используемое для локального измерения ферромагнитной фазы листового материала. A device [3] is also known that is used for local measurement of the ferromagnetic phase of sheet material.
Устройство состоит из феррозондового датчика, двух постоянных магнитов, расположенных в одной плоскости один против другого на некотором расстоянии друг от друга, боковые стороны магнитов, имеющие разные полюса, взаимодействуют друг с другом, для повышения точности измерений, магниточувствительные элементы размещены в одной плоскости на одной стороне параллельно друг другу и поверхности материала, при этом, первый магниточувствительный элемент размещен в центре взаимодействующих сторон магнитов, в плоскости их нейтрального сечения, другой - за краями магнитов. Магниточувствительные элементы включены по градиентометрической схеме. Однако относительная погрешность измерений этого устройства на самой чувствительной шкале, составляет до 15%. The device consists of a flux-gate sensor, two permanent magnets located in the same plane one against the other at a certain distance from each other, the sides of the magnets having different poles interact with each other to increase the accuracy of measurements, magnetically sensitive elements are placed in the same plane on one side parallel to each other and to the surface of the material, while the first magnetosensitive element is placed in the center of the interacting sides of the magnets, in the plane of their neutral section, nother - magnets for the edges. Magnetosensitive elements are included in a gradiometric pattern. However, the relative measurement error of this device on the most sensitive scale is up to 15%.
Весомый вклад в такую погрешность вносят разнополярные силовые линии магнитного поля неоднородности материала, воздействующие на второй магниточувствительный элемент; в результате этого, градиентометрически соединенные магниточувствительные элементы работают по "классической" градиентометрической схеме, т. е. ЭДС, наводимые в измерительных обмотках магниточувствительных элементов, вычитаются, и результирующий выходной сигнал уменьшается. Следовательно, устройство не всегда может обнаружить участки с ферритной фазой и точно оценить величину магнитного поля неоднородности материала. A significant contribution to such an error is made by bipolar magnetic field lines of the inhomogeneity of the material acting on the second magnetosensitive element; as a result of this, the gradiometrically connected magnetosensitive elements operate according to the "classical" gradiometric circuit, that is, the EMF induced in the measuring windings of the magnetosensitive elements are subtracted, and the resulting output signal is reduced. Therefore, the device can not always detect areas with a ferritic phase and accurately estimate the magnitude of the magnetic field of the inhomogeneity of the material.
Если же магниточувствительные элементы расположить так же, но вблизи друг друга, чтобы избежать влияния разнополярных силовых линий неоднородности поля, то чувствительность устройства уменьшится, т.к. уменьшение базы магниточувствительных элементов, работающих по градиентометрической схеме, ведет к снижению чувствительности устройства. Следовательно, устройство становится так же малочувствительным к обнаружению ферромагнитной фазы материалов. If the magnetosensitive elements are positioned in the same way, but close to each other, in order to avoid the influence of heterogeneous field lines of field heterogeneity, the sensitivity of the device will decrease, because a decrease in the base of magnetosensitive elements operating according to a gradiometric scheme leads to a decrease in the sensitivity of the device. Therefore, the device also becomes insensitive to the detection of the ferromagnetic phase of materials.
Введение же в это устройство дополнительных магниточувствительных элементов не оправдывало бы себя. Это связано с тем, что дополнительные магниточувствительные элементы в одном и том же направлении, что и первая пара магниточувствительных элементов, измеряли бы один и тот же градиент магнитного поля, при этом влияние магниточувствительных элементов друг на друга, расположенных таким образом, приводило бы к снижению чувствительности устройства. The introduction of additional magnetosensitive elements into this device would not justify itself. This is due to the fact that additional magnetosensitive elements in the same direction as the first pair of magnetosensitive elements would measure the same magnetic field gradient, while the influence of magnetosensitive elements on each other, arranged in this way, would lead to a decrease device sensitivity.
Таким образом, известные технические устройства не дают полного решения проблемы, связанной с локальным измерением ферромагнитной фазы аустенитных сталей. Thus, the known technical devices do not provide a complete solution to the problem associated with local measurement of the ferromagnetic phase of austenitic steels.
Предлагаемое техническое решение (отличающееся введением дополнительного датчика с магниточувствительными элементами, расположенными определенным образом, а также использование соединительных связей магниточувствительных элементов определенным образом и в зависимости от исследуемых материалов и изделий), реализованное в заявляемом устройстве, в настоящий момент в подобных технических устройствах неизвестно и не следует явным образом из уровня техники. Эти новые признаки сообщают объекту новые, неочевидные свойства, а именно: существенное повышение точности и достоверности локальных измерений ферромагнитной фазы аустенитных сталей, при одновременном повышении его универсальности и эффективности применения. The proposed technical solution (characterized by the introduction of an additional sensor with magnetically sensitive elements located in a certain way, as well as the use of connecting connections of magnetically sensitive elements in a certain way and depending on the materials and products being studied), implemented in the claimed device, is currently unknown and not known in such technical devices follows explicitly from the prior art. These new features inform the object of new, non-obvious properties, namely: a significant increase in the accuracy and reliability of local measurements of the ferromagnetic phase of austenitic steels, while increasing its versatility and efficiency of use.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание устройства, предназначенного для локального измерения ферромагнитной фазы аустенитных сталей с повышенной точностью и достоверностью результатов измерений, при одновременном повышении его универсальности и эффективности применения. The task to which the invention is directed is to create a device designed for local measurement of the ferromagnetic phase of austenitic steels with increased accuracy and reliability of measurement results, while increasing its versatility and efficiency of use.
Поставленная задача достигается за счет технического результата, который может быть получен при осуществлении изобретения; а именно, повышение точности и достоверности результатов измерений ферромагнитной фазы аустенитных сталей, за счет повышения локальности измерений и одновременного проведения двойного контроля одного и того же участка материала, а также обеспечения универсальности и эффективности устройства при его практическом использовании, за счет работы магниточувствительных элементов датчиков в режиме градиентометра или полемера в зависимости от исследуемых материалов и изделий. The problem is achieved due to the technical result, which can be obtained by carrying out the invention; namely, increasing the accuracy and reliability of the measurement results of the ferromagnetic phase of austenitic steels, by increasing the locality of measurements and simultaneous double monitoring of the same section of the material, as well as ensuring the universality and efficiency of the device in its practical use, due to the operation of magnetically sensitive sensor elements in gradiometer or polemer mode depending on the materials and products being studied.
Технический результат достигается за счет того, что известное устройство, содержащее постоянный магнит, феррозондовый датчик, ручку и немагнитный защитный корпус, в котором расположены в плоскости нейтрального сечения магнита на его противоположных сторонах, ортогонально его оси намагничивания, соосно друг другу, магнитоэлементы, подключенные к электроизмерительному блоку прибора по градиентометрической схеме, дополнительно снабжено феррозондовым датчиком, магниточувствительные элементы которого, расположены в плоскости нейтрального сечения магнита, на его противоположных сторонах, под углом к его оси намагничивания, при этом они подключены к электроизмерительному блоку прибора по градиентометрической схеме и одновременно, через переключатели, магниточувствительные элементы первого и дополнительного датчиков подключены к электроизмерительному блоку прибора по схеме полемера. The technical result is achieved due to the fact that the known device containing a permanent magnet, a flux-gate sensor, a pen and a non-magnetic protective housing, in which are located in the plane of the neutral section of the magnet on its opposite sides, orthogonal to its magnetization axis, coaxially to each other, magnetic elements connected to the electric measuring unit of the device according to the gradientometric scheme is additionally equipped with a flux-gate sensor, the magnetically sensitive elements of which are located in the neutral plane th section of the magnet on its opposite sides, at an angle to its axis of magnetization, while they are connected to electrical block diagram of the device according to the gradiometer and simultaneously, via the switches, magnetosensitive elements of the first and additional sensors are connected to electrical block diagram of the device polemera.
Сущность изобретения заключается в следующем. The invention consists in the following.
Изобретение поясняется чертежом, где изображено предлагаемое устройство. The invention is illustrated in the drawing, which shows the proposed device.
Устройство содержит ручку 1, защитный немагнитный корпус 2, в котором установлен постоянный магнит 3 и расположены в плоскости его нейтрального сечения на противоположных сторонах ортогонально оси намагничивания магнита соосно друг другу магниточувствительные элементы 4, 5, а под углом (0-90o) к оси намагничивания магнита расположены магниточувствительные элементы 6, 7, при этом они подключены к электроизмерительному прибору через переключатели по схеме градиентометра и полемера.The device comprises a handle 1, a protective non-magnetic housing 2, in which a permanent magnet 3 is installed and located in the plane of its neutral cross section on opposite sides orthogonal to the magnetization axis of the magnet magnetically sensitive elements 4, 5, and at an angle (0-90 o ) to the axis magnetization of the magnet are magnetically sensitive elements 6, 7, while they are connected to the electrical meter through the switches according to the scheme of the gradiometer and polemer.
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
Магниточувствительные элементы предлагаемого устройства размещены таким образом, что измерения осуществляются во взаимно ортогональных направлениях. При сканировании поверхности материала магнит 3 взаимодействует с материалом, промагничивая его на определенную глубину. При этом по обмоткам возбуждения магниточувствительных элементов 4, 5 и 6, 7 пропускается переменный ток с определенной частотой, который периодически доводит сердечники магниточувствительных элементов до насыщения. В отсутствие в материале участка с ферромагнитными свойствами (α- фазы) ЭДС, наводимые в измерительных обмотках магниточувствительных элементов 4, 5 и 6, 7 от неоднородности магнитного поля, будут отсутствовать, поэтому и выходные сигналы, фиксируемые стрелочными индикаторами, также будут отсутствовать. The magnetosensitive elements of the proposed device are arranged in such a way that the measurements are carried out in mutually orthogonal directions. When scanning the surface of the material, the magnet 3 interacts with the material, magnetizing it to a certain depth. In this case, alternating current with a certain frequency is passed through the excitation windings of the magnetically sensitive elements 4, 5 and 6, 7, which periodically brings the cores of the magnetically sensitive elements to saturation. In the absence of a section with ferromagnetic properties (α-phase) in the material, the EMF induced in the measuring windings of the magnetically sensitive elements 4, 5 and 6, 7 from the inhomogeneity of the magnetic field will be absent, therefore, the output signals recorded by arrow indicators will also be absent.
При обнаружении участка, обладающего ферромагнитными свойствами, силовые линии магнитного поля неоднородности материала воздействуют на сердечники магниточувствительных элементов 4, 5 и 6, 7 в направлении ортогонально магнитным осям сердечников (измеряются тангенциальные составляющие магнитного поля рассеяния неоднородности материала в разных точках участка). When a site with ferromagnetic properties is detected, the lines of force of the magnetic field of the inhomogeneity of the material act on the cores of the magnetically sensitive elements 4, 5 and 6, 7 in the direction orthogonal to the magnetic axes of the cores (the tangential components of the magnetic field scattering the inhomogeneity of the material at different points of the site are measured).
В результате изменения магнитных потоков сердечников ЭДС, наводимые в измерительных обмотках магниточувствительных элементов 4, 5 и 6, 7, соединенных по градиентометрической схеме, в этом случае будут складываться. Сумма величин ЭДС, передаваемая в виде сигнала на стрелочный индикатор, и является мерой продольного градиента тангенциальной составляющей магнитного поля неоднородности материала в направлении магниточувствительных элементов 4 и 5. В направлении магниточувствительных элементов 6 и 7 величина сигнала является мерой продольно-поперечного градиента тангенциальной составляющей магнитного поля, создаваемого α-фазой в материале. As a result of changes in the magnetic fluxes of the EMF cores induced in the measuring windings of the magnetically sensitive elements 4, 5 and 6, 7, connected by a gradiometric circuit, in this case they will add up. The sum of the EMF values transmitted as a signal to the dial indicator is a measure of the longitudinal gradient of the tangential component of the magnetic field of the material heterogeneity in the direction of the magnetically sensitive elements 4 and 5. In the direction of the magnetically sensitive elements 6 and 7, the signal value is a measure of the longitudinal-transverse gradient of the tangential component of the magnetic field created by the α phase in the material.
Если хотя бы на один из магниточувствительных элементов 4 и 5, 6 и 7 будут воздействовать разнополярные силовые линии магнитного поля неоднородности материала, то в этом случае ЭДС, наводимые в измерительных обмотках, например магниточувствительных элементов 4 и 5, будут вычитаться, следовательно, эти магниточувствительные элементы становятся практически малочувствительными к обнаружению ферромагнитной фазы материала. Величина сигнала будет значительно отличаться от величины сигнала, получаемого от магниточувствительных элементов 6 и 7. Поэтому для контроля материала необходимо переключить магниточувствительные элементы 4 и 5 в режим работы по схеме полемера. ЭДС, наводимые в измерительных обмотках магниточувствительных элементов 4 и 5, будут складываться. Сумма величин ЭДС, передаваемая в виде сигнала на стрелочный индикатор, и является мерой тангенциальной составляющей магнитного поля неоднородности материала, создаваемой α-фазой в материале. If at least one of the magnetically sensitive elements 4 and 5, 6 and 7 will be affected by bipolar magnetic field lines of the inhomogeneity of the material, then in this case the EMF induced in the measuring windings, for example magnetically sensitive elements 4 and 5, will be subtracted, therefore, these magnetically sensitive the elements become almost insensitive to the detection of the ferromagnetic phase of the material. The magnitude of the signal will differ significantly from the magnitude of the signal received from the magnetically sensitive elements 6 and 7. Therefore, to control the material, it is necessary to switch the magnetically sensitive elements 4 and 5 to the mode of operation according to the flowmeter circuit. EMF induced in the measuring windings of the magnetically sensitive elements 4 and 5 will add up. The sum of the EMF values, transmitted in the form of a signal to a dial indicator, is a measure of the tangential component of the magnetic field of the inhomogeneity of the material created by the α phase in the material.
Таким образом, предлагаемое устройство благодаря новой конструкции датчика позволяет, с одной стороны, путем установки дополнительных магниточувствительных элементов определенным образом одновременно измерять материал в разных точках участка и сверять полученные показания, с другой стороны, работа магниточувствительных элементов в дополнительном режиме позволяет проводить любой контроль ферромагнитной фазы аустенитных сталей независимо от исследуемых материалов и изделий. Все это ведет к повышению точности и достоверности локальных измерений устройством при одновременном обеспечении его универсальности и эффективности применения. Thus, the proposed device due to the new design of the sensor allows, on the one hand, by installing additional magnetosensitive elements in a certain way at the same time measure the material at different points of the site and verify the readings, on the other hand, the operation of magnetosensitive elements in the additional mode allows any control of the ferromagnetic phase austenitic steels regardless of the materials and products being studied. All this leads to an increase in the accuracy and reliability of local measurements by the device while ensuring its versatility and efficiency of use.
Источники информации
1. Есилевский В. П., Пеликан А.Г., Еремеева И.Ю. Магнитный ферритометр ФМ-2. "Дефектоскопия", N 6, 1971, с. 123 - 124.Sources of information
1. Esilevsky V.P., Pelikan A.G., Eremeeva I.Yu. Magnetic ferritometer FM-2. "Defectoscopy", N 6, 1971, p. 123 - 124.
2. Ригмант М.Б., Горкунов Э.С., Пономарев B.C. и др. Измеритель содержания ферритной фазы ферритометра ФМ-3. "Дефектоскопия", N 5, 1996, с. 78 - 83. 2. Rigmant MB, Gorkunov ES, Ponomarev B.C. et al. Meter for the content of the ferritic phase of the FM-3 ferritometer. "Defectoscopy", N 5, 1996, p. 78 - 83.
3. Веденев М.А., Пономарев B.C., Ригмант М.Б. и др. Прибор для контроля измерений магнитного состояния листов слабомагнитных аустенитных сталей - ферритометр Ф-01. "Дефектоскопия", N 3, 1994, с. 3-9. 3. Vedenev M.A., Ponomarev B.C., Rigmant M.B. etc. The device for monitoring measurements of the magnetic state of sheets of weakly magnetic austenitic steels is a F-01 ferritometer. "Defectoscopy", N 3, 1994, p. 3-9.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97113301A RU2130609C1 (en) | 1997-07-31 | 1997-07-31 | Device for local measurement of ferromagnetic phase of austenitic steel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97113301A RU2130609C1 (en) | 1997-07-31 | 1997-07-31 | Device for local measurement of ferromagnetic phase of austenitic steel |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2130609C1 true RU2130609C1 (en) | 1999-05-20 |
| RU97113301A RU97113301A (en) | 1999-06-10 |
Family
ID=20195977
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97113301A RU2130609C1 (en) | 1997-07-31 | 1997-07-31 | Device for local measurement of ferromagnetic phase of austenitic steel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2130609C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2458339C1 (en) * | 2011-03-14 | 2012-08-10 | Открытое акционерное общество "Всероссийский дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт" | Magnetic ferrite meter for determining equivalent operating temperature of outer surface of steam superheating tubes made from austenitic steel for shutdown boiler |
| RU2606519C2 (en) * | 2015-05-07 | 2017-01-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Device for inspecting phase composition of steel |
| RU179750U1 (en) * | 2017-12-20 | 2018-05-23 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики металлов имени М.Н. Михеева Уральского отделения Российской академии наук (ИФМ УрО РАН) | Device for local monitoring of the content of ferromagnetic phases in austenitic steels |
| RU179753U1 (en) * | 2017-12-28 | 2018-05-23 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики металлов имени М.Н. Михеева Уральского отделения Российской академии наук (ИФМ УрО РАН) | A device for local measurement of the ferromagnetic phase in austenitic steels |
-
1997
- 1997-07-31 RU RU97113301A patent/RU2130609C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ригмант М.Б. и др. Измеритель содержания ферритной фазы ферритометр ФМ-3 ИФМ. Дефектоскопия. 1966, N 5, с.78-83. Есилевский В.П. и др. Простой ферритометр ФМ-2. Дефектоскопия. 1971, N 6, с.123-124. Веденев М.А. и др. Прибор для контроля измерений магнитного состояния слабомагнитных аустенитных сталей. Ферритометр Ф-01. Дефектоскопия. 1994, N 3, с.3-9. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2458339C1 (en) * | 2011-03-14 | 2012-08-10 | Открытое акционерное общество "Всероссийский дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт" | Magnetic ferrite meter for determining equivalent operating temperature of outer surface of steam superheating tubes made from austenitic steel for shutdown boiler |
| RU2606519C2 (en) * | 2015-05-07 | 2017-01-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Device for inspecting phase composition of steel |
| RU179750U1 (en) * | 2017-12-20 | 2018-05-23 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики металлов имени М.Н. Михеева Уральского отделения Российской академии наук (ИФМ УрО РАН) | Device for local monitoring of the content of ferromagnetic phases in austenitic steels |
| RU179753U1 (en) * | 2017-12-28 | 2018-05-23 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики металлов имени М.Н. Михеева Уральского отделения Российской академии наук (ИФМ УрО РАН) | A device for local measurement of the ferromagnetic phase in austenitic steels |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Dogaru et al. | Giant magnetoresistance-based eddy-current sensor | |
| US5010299A (en) | Method for measuring stress on steel by determining the reverse magnetic permeability under a magnetic bias field | |
| KR100218653B1 (en) | Electronic induced type test apparatus | |
| CA2357233C (en) | Sensor head for acfm based crack detection | |
| AU2002216205B2 (en) | Measurement of stress in a ferromagnetic material | |
| US5828211A (en) | Determining stress in ferromagnetic materials from measurements of magnetic anisotropy and magnetic permeability | |
| Cardelli et al. | Surface field measurements in vector characterization of Si-Fe magnetic steel samples | |
| JPH08273952A (en) | Plane current detector | |
| US7215117B2 (en) | Measurement with a magnetic field | |
| Dogaru· et al. | Edge crack detection using a giant magnetoresistance based eddy current sensor | |
| US4290016A (en) | Method and apparatus for establishing magnetization levels for magnetic particle testing or the like | |
| RU2130609C1 (en) | Device for local measurement of ferromagnetic phase of austenitic steel | |
| JP2018132426A (en) | Reinforcement diameter of ferroconcrete, measuring device of covering, and reinforcement arrangement direction measuring method | |
| JPH0545184B2 (en) | ||
| RU108626U1 (en) | DEVICE FOR LOCAL MEASUREMENT OF FERROMAGNETIC PHASE OF MATERIALS | |
| US3940688A (en) | Device for testing the magnetic properties of a magnetic material | |
| CN115015379A (en) | Planar coil/TMR composite electromagnetic sensor for crack depth detection, probe and application method | |
| GB2186372A (en) | Eddy current testing | |
| FI67968B (en) | REQUIREMENTS FOR THE IDENTIFICATION OF AV MYNT ELLER LIKNANDE | |
| RU2166191C2 (en) | Method measuring ferromagnetic phase of austenitic steels | |
| RU179750U1 (en) | Device for local monitoring of the content of ferromagnetic phases in austenitic steels | |
| JPH06242076A (en) | Electromagnetic flaw detecting equipment | |
| EP0650028A2 (en) | Method and apparatus for measurement of thickness of specimens | |
| JPH05203629A (en) | Electromagnetic flaw detection and device | |
| RU103926U1 (en) | ELECTROMAGNETIC CONVERTER TO DEFECTOSCOPE |