SU1704057A1

SU1704057A1 - Magnetic field flaw detector

Info

Publication number: SU1704057A1
Application number: SU894736837A
Authority: SU
Inventors: Георгий Фролович Самойлов; Анатолий Филосович Бондаренков; Андрей Львович Коршунов; Валерий Ахметович Гумеров
Original assignee: Уральское Производственное Объединение "Стройпластполимер"; Научно-Исследовательский Институт Обогащения И Механической Обработки Полезных Ископаемых "Уралмеханобр"
Priority date: 1989-07-10
Filing date: 1989-07-10
Publication date: 1992-01-07

Abstract

Изобретение относитс к устройствам обнаружени металлических предметов в немагнитных материалах и может быть использовано в промышленности полимерных строительных материалов. Целью изобретени вл етс расширение области использовани . Цель достигаетс за счет возможности определени также и ферромагнитных включений в немагнитном материале. В процессе работы данного устройства магнитный поток посто нного магнита 1 проходит через П-образный магнитопровод 8 и замыкаетс через крайние стержни Ш-об- разного магнитолровода 2, а также и через средний стержень Ш-образного магнитопровод а 2. При перемещении, например, полимерной контролируемой ленты 9 относительно рабочей зоны магнитопроводов 8 и 2 и при отсутствии металлических включений в полимерной пленке 9 в измерительной обмотке 3 не наводитс ЭДС. При по влении ферромагнитных включений, металлических предметов в зоне контрол происходит перераспределение магнитных потоков в магни- топроводах 2 и 8. в результате чего на измерительной обмотке 3 по вл етс ЭДС, котора усиливаетс и попадает на индикатор 7. По вление сигнала на индикаторе 7 говорит о наличии в полимерной ленте металлического предмета или включени . 1 ил. со сThe invention relates to metal object detection devices in non-magnetic materials and can be used in the polymer building materials industry. The aim of the invention is to expand the field of use. The goal is achieved due to the possibility of determining also ferromagnetic inclusions in a nonmagnetic material. During operation of this device, the magnetic flux of the permanent magnet 1 passes through the U-shaped magnetic conductor 8 and closes through the outermost rods of the W-shaped magnetic conductor 2, as well as through the middle rod of the W-shaped magnetic conductor a 2. When moving, for example, polymer the controlled tape 9 relative to the working area of the magnetic cores 8 and 2 and in the absence of metallic inclusions in the polymer film 9 in the measuring winding 3, no EMF is induced. When ferromagnetic inclusions appear, metal objects in the control zone redistribute the magnetic fluxes in the magnetowires 2 and 8. As a result, EMF appears on the measuring winding 3, which amplifies and hits the indicator 7. The appearance of the signal on the indicator 7 says about the presence of a metal object or inclusion in the polymer tape. 1 il. with s

Description

Изобретение относитс к устройствам дл обнаружени металлических предметов в немагнитных материалах и может быть использовано в промышленности полимерных строительных материалов.The invention relates to devices for detecting metallic objects in non-magnetic materials and can be used in the industry of polymeric building materials.

Известно устройство дл обнаружени металлических предметов, содержащее две встречно включенные катушки и устройства намагничивани 1.A device for detecting metal objects is known, comprising two coils and magnetizers 1 which are in opposite directions.

Недостатком указанного устройства вл етс то, что оно имеет пониженную чувствительность из-за повышенных индустриальных помех.The disadvantage of this device is that it has a reduced sensitivity due to increased industrial noise.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату вл етс магнитоиндукционный дефектоскоп, состо щий из посто нного магнита, последовательно подсоединенного индукционного преобразовател , выполненного в виде Ш-образного сердечника, на среднем стержне которого расположена измерительна обмотка индуктивности, предварительного усилител и усилител мощности 2. В известном устройстве Ш-об- разный магнитопровод разомкнутой частью обращен к полюсам посто нного магнита, а между посто нным магнитом и Ш-образным магнитопроводом имеетс воздушный зазор , в который помещаетс металлический предмет, перекрывающий весь воздушныйThe closest to the invention in technical essence and the achieved result is a magnetic induction flaw detector consisting of a permanent magnet, a series-connected induction transducer, made in the form of an W-shaped core, on the middle rod of which the measuring winding of the inductance, preamplifier and power amplifier 2 is located In the known device, the W-shaped magnetic circuit with the open-ended part faces the poles of the permanent magnet, and between the permanent magnet and W-o There is an air gap in the magnetic core, in which a metal object is placed that covers the entire air

VJVj

О 4 ОO 4 o

ел VIate VI

зазор. Здесь магнитный поток посто нного магнита замыкаетс через металлический предмет, а в местах его трещин (дефектов) магнитный поток частично выходит за пределы металлического предмета и при его движении наводит ЭДС в приемной катушке.gap. Here, the magnetic flux of the permanent magnet closes through the metal object, and in places of its cracks (defects) the magnetic flux partially goes beyond the limits of the metal object and as it moves, induces an emf in the receiving coil.

Однако это устройство имеет другое целевое назначение - обнаружение трещин и раковин в металлических предметах. Поэтому дл определени мелких ферромагнитных предметов в неметаллических материалах он имеет недостаточную чувствительность, обусловленную удаление стыков металлического предмета от рабочего зазора между стержн ми Ш-образного магнитопровода и слабой защищенностью устройства от индустриальных помех.However, this device has another purpose - the detection of cracks and holes in metal objects. Therefore, to determine small ferromagnetic objects in non-metallic materials, it has insufficient sensitivity, due to the removal of the joints of a metal object from the working gap between the rods of the H-shaped magnetic core and the weak protection of the device from industrial interference.

Целью изобретени вл етс расширение области использовани за счет определени также и ферромагнитных включений в немагнитном материале.The aim of the invention is to expand the field of use by also determining ferromagnetic inclusions in a non-magnetic material.

Указанна цель достигаетс в магнитном дефектоскопе, содержащем посто нный магкит, индукционный преобразователь в виде Ш-образного магнитопровода с измерительной обмоткой на среднем стержне , последовательно подключенные к ней предварительный усилитель, фильтр низкой частоты, усилитель мощности и индикатор, он снабжен П-образным магнитопроводом, расположенным в одной плоскости с Ш-об- разным и охватывающим его так, что торцы всех боковых стержней лежат в одной плоскости , а посто нный магнит выполнен стержневым и размещен между пермычка- ми магнитопроводов соосно с центральным стержнем Ш-образного магнитопровода.This goal is achieved in a magnetic flaw detector containing a permanent magnet, an inductive transducer in the form of an W-shaped magnetic circuit with a measuring winding on the middle rod, a preamplifier connected in series with it, a low-frequency filter, a power amplifier and an indicator, it is equipped with an U-shaped magnetic core, located in the same plane with the W-shaped and enclosing it so that the ends of all the side rods lie in the same plane, and the permanent magnet is made rod-shaped and placed between the magnetic cores are coaxially aligned with the central shaft of an U-shaped magnetic circuit.

Введение П-образного магнитопровода , который охватывает индукционный преобразователь с посто нным магнитом и расположен так, что все торцы боковых стержней Ш- и П-образного магнитопрово- дсв направлены в одну сторону, позвол ет получить два усиленных рабочих магнитных потока Ф1 иФ2 . Это позвол ет повысить чувствительность устройства к медленно перемещающимс ферромагнитным включени м в немагнитных материалах. Такое : с. т.гг-ение конструкции позвол ет повысить качество продукции за счет снижени брака. Креме того, увеличиваетс срок службы дорогого оборудовани за счет исключени попадани в него металлических предметов, а также сокращени времени на ремонт оборудовани .The introduction of a U-shaped magnetic circuit, which encloses an inductive transducer with a permanent magnet and is located so that all the ends of the side rods of the Ø and U-shaped magnetic conductor are directed to one side, allows to obtain two reinforced working magnetic fluxes F1 and F2. This makes it possible to increase the sensitivity of the device to slowly moving ferromagnetic inclusions in non-magnetic materials. Such: with. The design of the structure allows to improve the quality of products by reducing rejects. In addition, the service life of expensive equipment is increased by eliminating the ingress of metal objects into it, as well as reducing the time required to repair equipment.

На чертеже приведена структурна схема предлагаемого дефектоскопа.The drawing shows the structural scheme of the proposed flaw detector.

Магнитный дефектоскоп содержит посто нный магнит 1, индукционный преобразователь , выполненный в виде Ш-обрэзногоThe magnetic flaw detector contains a permanent magnet 1, an inductive transducer, made in the form of a W-neutral

магнитопровода 2 с измерительной обмоткой 3 на среднем стержне. Измерительна обмотка 3 подключена последовательно к предварительному усилителю 4, фильтру 5magnetic circuit 2 with measuring winding 3 on the middle rod. Measuring winding 3 is connected in series to preamplifier 4, filter 5

низкой частоты, усилителю 6 мощности и индикатору 7. Устройство снабжено П-образным магнитопроводом 8, расположенным в одной плоскости с Ш-образным магнитопроводом 2, при этом П-образныйlow frequency amplifier 6 power and the indicator 7. The device is equipped with a U-shaped magnetic core 8 located in the same plane with the W-shaped magnetic circuit 2, while the U-shaped

магнитопровод 8 охватывает посто нный магнит 1 и Ш-образный магнитопровод 2 с измерительной обмоткой 3 на среднем стержне так, что торцы всех боковых стержней лежат в одной плоскости. Посто нный магнит 1 выполнен стержневым, размещен между перемычками П-образного магнитопровода 8 и Ш-образного магнитопроводо 2 соосно центральному стержню Ш-образного магнитопровода 2.the magnetic core 8 encloses the permanent magnet 1 and the H-shaped magnetic core 2 with the measuring winding 3 on the middle rod so that the ends of all the side rods lie in the same plane. The permanent magnet 1 is rod-shaped, placed between the jumpers of the U-shaped magnetic conductor 8 and the W-shaped magnetic conductor 2 coaxially with the central rod of the U-shaped magnetic conductor 2.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Магнитный поток посто нного магнита 1 проходит через П-образный магнитопровод 8 и воздушный зазор, где раздел етс The magnetic flux of the permanent magnet 1 passes through a U-shaped magnetic core 8 and an air gap, where the

на магнитные потоки Фг ,Ф21 и Ф12 ,фг2 . -Магнитные потоки Фг1 и Ф2 , замыкаютс через крайние стержни Ш-образного магнитопровода 2. Магнитные потоки Фг1 и Фг1 - через средний стержень Ш-образного магнитопроводз2 . Когда на непрерывно перемещающемс немагнитном материале 9, например полимерной ленте толщиной 10...12 мм, нет ферромагнитного предмета, магнитные потоки посто нного магнита 1 Ф11 и Ф12 проход т через П-образный магнитопровод 8, крайние стержни Ш-образного магнитопровода 2 и через рабочий воздушный зазор, а магнитные потоки Ф и Фг проход т через средний стрежень Ш-образного магнитопровода 2. Эти магнитные потоки при отсутствии в полимерной ленте 9 металлических предметов не измен ютс во времени, а ь измерительной обмотке 3 не наводитс ЭДС.on magnetic fluxes Фг, Ф21 and Ф12, фг2. - Magnetic fluxes Фг1 and Ф2, closed through the extreme rods of an H-shaped magnetic circuit 2. Magnetic fluxes of Ф1 and Фг1 - through the middle rod of an Ш-shaped magnetic conductor2. When there is no ferromagnetic object on a continuously moving non-magnetic material 9, for example, a polymer tape 10 ... 12 mm thick, the magnetic fluxes of the permanent magnet 1 Ф11 and Ф12 pass through the U-shaped magnetic circuit 8, the extreme rods of the U-shaped magnetic circuit 2 and through the working air gap, and the magnetic fluxes Ф and Фг pass through the middle rod of the 3 W-shaped magnetic circuit 2. In the absence of 9 metal objects in the polymer tape, the metal objects do not change in time, and the EMF is not induced in the measuring winding 3.

При по влении ферромагнитного предмета в полимерной ленте 9, например на участке между П-образным магнитопроводом 8 и крайком стержнем Ш-с5разного магнлтопро- водз 2, магнитный поток Фт увеличиваетс , а магнитные потоки Ф и ф соответственно уменьшаютс . При этом происходит перераспределение магнитных потоков.When a ferromagnetic object appears in a polymer tape 9, for example, in the area between the U-shaped magnetic core 8 and the edge rod W-s of a different magnet conductor 2, the magnetic flux Ft increases, and the magnetic fluxes F and F respectively decrease. When this occurs, the redistribution of magnetic fluxes.

При дальнейшем продвижении полимерной ленты 9, когда ее участок с фо: ;о- магнитным предметом окажетс напротивWith further advancement of the polymer tape 9, when its section with pho:; o- magnetic object will be opposite

среднего стержн Ш-образного магнитопровода 2, магнитные потоки Фг и ф соответственно увеличатс . В результате изменени магнитных потоков в измерительной обмотке 3 наводитс ЭДС. котора the middle bar of the W-shaped magnetic circuit 2, the magnetic fluxes Fg and f, respectively, increase. As a result of the change in the magnetic fluxes in the measuring winding 3, an emf is induced. which

подаетс на предварительный усилитель 4, где усиливаетс до уровн выше уровн собственных помех фильтра 5 низкой частоты, и далее на усилитель F мощности и на индикатор 7. По вление сигнала на индикаторе 7 говорит о наличии в полимерной ленте 9 металлического предмета. Полимерную ленту 9 останавливают и ферромагнитный предмет убирают.It is fed to preamplifier 4, where it is amplified to a level higher than the intrinsic noise level of low-frequency filter 5, and then to power amplifier F and indicator 7. The appearance of a signal on indicator 7 indicates the presence of a metal object in the polymer ribbon 9. The polymer tape 9 is stopped and the ferromagnetic object is removed.

Предлагаемый магнитный дефекте- скоп позвол ет расширить область использовани за счет определени ферромагнитных включений в немагнитном материале, что, в свою очередь, позво- л ет повысить качество выпускаемой продукции. Кроме того, увеличиваетс срок службы дорогосто щего оборудовани за счет исключени попадани в него металлических предметов и сокращение числа ремонтов оборудовани .The proposed magnetic defectoscope allows us to expand the range of use by determining the ferromagnetic inclusions in a nonmagnetic material, which, in turn, allows us to improve the quality of our products. In addition, the service life of expensive equipment is increased by eliminating the ingress of metal objects and reducing the number of repairs to the equipment.

Claims

Magnetic flaw detector containing a permanent magnet, an induction transducer in the form of an Ш-shaped magnetic circuit with a measuring winding on the middle rod, a preamplifier connected in series with it, a low-frequency filter, a power amplifier and an indicator expanding the field of use by defining also ferromagnetic inclusions in a nonmagnetic material; it is equipped with a U-shaped magnetic core. located in the same plane with the W-shaped and covering it so that the ends of all the side rods lie in the same plane, and the permanent magnet is made rod-shaped and placed between the jumpers of the magnetic cores coaxially with the central rod of the H-shaped magnetic circuit.