SU1368830A1 - Индукционный датчик - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано дл  измерени  магнитных потоков при бесконтактных методах обнаружени  дефектов в движущихс  .электропроводных средах. Цель изобретени  - повьшение чувствительности - достигаетс  за счет увеличени  амплитуды формируемого сигнала в индукционном датчике. Дл  этого индукционный датчик включает в себ  магнито- провод 1, выполненный из магнитом г- кого материала в виде  чеистой структуры . В каждой  чейке установлен посто нный магнит 2. На внешней поверхности магнитопровода размещена измерительна  катушка 3, подключенна  к осциллографу 4. При движении контролируемого провод щего издели  5 в основном магнитном поле 6 создаетс  вихревой ток 7, возбуждающий вторичное магнитное поле 8, изменение потока магнитной индукции которого фиксируетс  измерительной катушкой 3. Ячеиста  структура магнитопровода  вл етс  более эффективной дл  передачи вторичного магнитного пол  к катушке 3 при тех же размерах индукционного датчика. 1 ил. i 1сл

Description

00

О5 СХ)

оо

00

о

1

Изобретение относитс  к электроизмерительной и испытательной технике и может быть применено дл  измерени  магнитных потоков при бесконтактных методах обнаружени  дефектов в движущихс  электропроводных средах.

Целью изобретени   вл етс  повышение чувствительности за счет увеличени  амплитуды формируемого сигнала в индукционном датчике.

На чертеже представлена схема индукционного датчика.

Индукционный датчик включает маг- нитопровод 1, выполненный из магнито м гкого материала в виде  чеистой, например сотовой, структуры с толщиной стенки с . В каждой  чейке установлен посто нный магнит 2, имеющий в сечении форму  чейки с максимальным линейным размером поперечного сечени   чейки D. На внешней поверхности магнитопронода размещена измерительна  катушка 3, подключенна  к электроизмерительному прибору 4, например осциллографу.

Индукционный датчик работает следующим образом.

При движении контролируемого провод щего издели  5 со скоростью V в основном магнитном поле 6, создаваемом посто нными магнитами 2, в изделии возникает-вихревой ток 7. Последний дает вторичное магнитное поле 8, изменение потока магнитн ой индукции которого фиксирует измерительна  катушка 3.

При изменении величины вихревого тока, вызванном изменением состо ни  перемещаемого со скоростью V издели  5 (геометрии, температуры, механической целостности), магнитный поток вторичного пол  8 через катушку 3 мен етс . При этом в катушке 3 возникает сигнал электромагнитной индукции, что фиксируетс  электроизмерительным прибором 4.

Величина индукцированного в катушке 3 электрического сигнала и чувствительность индукционного датчика определ ютс  величиной измен ющегос  магнитного потока вторичного магнитного пол  в области расположени  витков катушки 3.

Величина индукции первичного магнитного пол  6 В., на рассто нии г от посто нного магнита определ етс  (дл  одной  чейки) следующим образом

368830

d( dr

(1)

где ... - (I, - 1, -|i-) - скал рный потенциал созданного магнитного пол ;

I,,Ij - намагниченность магнита и магнитопровода соответственно;

Sj ,Sj - площадь поперечного сечени  магнита и магнитопровода дл  одной  чейки соответственно А с магнитна  посто нна .

Намагниченность I, определ етс  свойствами магнитотвердого вещества, из которого изготовлен посто нный магнит 2, и  вл етс  посто нной вели- чиной. Направление намагниченности магнитопровода из магнитом гкого материала , окружающего посто нный магнит , противоположно направлению намагниченности посто нного магнита. Величину 1, можно оценить как

I,. afll,.

(2)

где а - коэффициент, завис щий от геометрии сердечника, величина которого мен етс  в пределах 0,5-1,0.

Тогда индукци  магнитного пол  В, создаваемого посто нным магнитом, составл ет

В b(s - а -Ь (3) ° S, При V const вихревой ток Ij Вр. В этом случае поток Ф вторич- ного магнитного пол , созданного вихревым током через витки катушки 3, пропорционален величине

ф,

S S

-(S, - а 2)(S, + S,),(4)

где (U - магнитна  проницаемость магнитом гкого материала магнитопровода .

Выражение (4) показывает, что вто- ричное магнитное поле в область катушки передаетс  в основном через слой  чеистой структуры магнитопровода . При (U 1 выражение дл  Ф можно написать в виде

(5)

-й;( .s,.

Величина зависит от соотношени  площадей поперечного сечени  магнитопровода и магнита. Максимальное значение ф имеет место при выполнеS l НИИ услови  -- . Последнее вы ha

ражение дл  линейных размеров поперечного сечени   чейки можно переписать с учетом разброса коэффициента а как

5 0,15-0,3

(6)

где с/ - толщина стенки  чейки,

D - максимальный линейный размер поперечного сечени   чейки.

Таким образом,  чеиста  структура магнитопровода  вл етс  более эффективной дл  передачи вторичного магнитного пол  к измерительной катушке при тех же размерах индукционно1 о датчика.

0

5

0

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Индукционньш датчик, содержащий посто нный магнит, маг нитопровод из магнитом гкого материала и измерительную , расположенную на внешней поверхности магнитопровода, отличающийс  тем, что, с целью повышени  чувствительности, магнитопровод выполнен в виде  чеистой структуры, посто нный магнит выполнен в виде отдельных стержней с длиной, равной длине магнитопровода, размещенных в каждой  чейке магнитопровода, а отношение толщины стенки  чейки к максимальному линейному размеру поперечного сечени   чейки составл ет

   0,15-0,30,

   где с/ - толщина стенки  чейки;

   D - максимальный линейный размер поперечного сечени   чейки.