SU1727003A1 - Method of determining mechanical stresses in ferromagnetic products - Google Patents

Method of determining mechanical stresses in ferromagnetic products Download PDF

Info

Publication number
SU1727003A1
SU1727003A1 SU894792549A SU4792549A SU1727003A1 SU 1727003 A1 SU1727003 A1 SU 1727003A1 SU 894792549 A SU894792549 A SU 894792549A SU 4792549 A SU4792549 A SU 4792549A SU 1727003 A1 SU1727003 A1 SU 1727003A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
gap
sensor
reactive power
losses
mechanical stresses
Prior art date
Application number
SU894792549A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Роман Ксенофонтович Гачик
Павел Николаевич Ганский
Константин Викторович Пастухов
Анна Гавриловна Ганская
Original Assignee
Оренбургский политехнический институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Оренбургский политехнический институт filed Critical Оренбургский политехнический институт
Priority to SU894792549A priority Critical patent/SU1727003A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1727003A1 publication Critical patent/SU1727003A1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Magnetic Variables (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к приборостроению и позвол ет повысить точность измерени  механических напр жений в ферромагнитных издели х. На образце из материала контролируемого издели  снимают градуировочную зависимость потерь в материале от величины механических напр жений , зависимость потерь в материале и реактивной мощности от величины зазора между датчиком и образцом и определ ют величину реактивной мощности при установке датчика без зазора. При установке датчика на контролируемом изделии измер ют потери и реактивную мощность. Величину механических напр жений определ ют с учетом градуировочной зависимости по величине потерь, определ емых из уравнени : ДР(сг) - (Р-Р0) - (Q-Qo), где К2 А Р (о) - градуировочна  зависимость потерь от механических напр жений; Р - величина потерь, измеренна  в контролируемом изделии; Р0 - величина потерь ненагруженного образца при установке на него датчика без зазора; Q - величина реактивной мощности , измеренна  в контролируемом изделии; Qo - величина реактивной мощности ненагруженного образца при установке на него датчика без зазора; Ki - коэффициент пропорциональности линеаризованной зависимости потерь от зазора; «2 - коэффициент пропорциональности линеаризованной зависимости реактивной мощности от зазора. сл СThe invention relates to instrumentation engineering and makes it possible to increase the accuracy of measuring mechanical stresses in ferromagnetic products. The sample from the material of the controlled product removes the calibration dependence of losses in the material on the magnitude of mechanical stresses, the dependence of losses in the material and reactive power on the size of the gap between the sensor and the sample and determine the value of reactive power when the sensor is installed without a gap. When the sensor is mounted on a monitored product, losses and reactive power are measured. The magnitude of mechanical stresses is determined taking into account the calibration dependence by the magnitude of the losses determined from the equation: ДР (cr) - (Р-Р0) - (Q-Qo), where К2 А Р (о) is the calibration dependence of losses on mechanical stress life; P is the amount of loss measured in the controlled product; P0 is the loss value of the unloaded sample when the sensor is installed on it without a gap; Q is the amount of reactive power measured in a controlled product; Qo is the reactive power of the unloaded sample when the sensor is installed on it without a gap; Ki is the proportionality coefficient of linearized dependence of losses on the gap; “2 - proportionality coefficient of linearized dependence of reactive power on the gap. sl C

Description

Изобретение относитс  к неразрушающему электромагнитному контролю металлических изделий и может быть использовано дл  определени  механических напр жений в различных област х народного хоз йства,The invention relates to non-destructive electromagnetic testing of metal products and can be used to determine mechanical stresses in various areas of the national economy,

Известен способ измерени  механических напр жений в металлических издели х , заключающийс  в том, что предварительно вихретоковый преобразователь размещают над образцом с заданным зазором, компенсируют его сигнал.The known method of measuring mechanical stresses in metal products, which consists in the fact that the pre eddy current transducer is placed above the sample with a given gap, its signal is compensated.

компенсирующее напр жение выбирают совпадающим по фазе с максимальным напр жением на преобразователе, амплитуду компенсирующего напр жени  подбирают такой, чтобы при изменении компенсирующего напр жени  и напр жени  на преобразователе было минимальным, получают тарировочную зависимость величины разностного сигнала от величины механических напр жений в образце, устанавливают преобразователь над изделием с заданным зазором, при измерени х поддерживают совпадение фаз компенсиXIthe compensating voltage is chosen to coincide in phase with the maximum voltage on the converter, the amplitude of the compensating voltage is chosen so that when the compensation voltage and voltage on the converter is minimum, a calibration value of the difference signal from the value of mechanical stresses in the sample is obtained, the transducer over the product with a given gap, while measuring, the phase matching is compensatedXI

IKDIkd

чh

ОABOUT

оabout

|CJ| CJ

рующего напр жени  и напр жени  преобразовател  и по отклонению разностного сигнала суд т о величине механических напр жений в изделии.The magnitude of the mechanical stresses in the product is judged by the difference of the difference signal and the voltage of the converter.

Недостатком способа  вл етс  то, что дл  достижени  требуемой точности при проведении измерений и тарировки необходимости активный контроль зазора между датчиком и контролируемой поверхностью.The disadvantage of the method is that in order to achieve the required accuracy in the measurement and calibration of the need for active monitoring of the gap between the sensor and the surface to be monitored.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ измерени  главного напр жени  в магнитных материалах, заключающийс  в том, что после сн ти  на образце градуировочной зависимости потерь в материале от величины механических напр жений , несколько магнитных датчиков располагают по радиусу таким образом, чтобы осевые линии каждого датчика пересекались в одной точке, причем точку пересечени  осевых линий совмещают с измер емой точкой на поверхности магнитного материала. Магнитные датчики возбуждают переменным током и вращают вокруг измер емой точки. Затем сравнивают потери в стали, измеренные каждым датчиком , и определ ют направление осевых линий по меньшей мере двух датчиков, у которых разность потерь стала равной нулю . В результате в измеренной точке получают величину и направление главного напр жени .The closest to the present invention is a method for measuring the main voltage in magnetic materials, which consists in the fact that after removing a calibration dependence of material loss on a material on the magnitude of mechanical stresses on a sample, several magnetic sensors have radially arranged so that the axial lines of each sensor intersected at one point, with the intersection point of the axial lines aligned with the measured point on the surface of the magnetic material. Magnetic sensors are excited with alternating current and rotated around the measured point. Then, the loss in steel measured by each sensor is compared, and the direction of the axial lines of at least two sensors, in which the difference of losses has become zero, is determined. As a result, the magnitude and direction of the main voltage are obtained at the measured point.

Недостатком известного способа  вл етс  низка  точность измерений, обусловленна  вли нием зазора. При измерени х на реальной поверхности металла величина зазора  вл етс  случайной величиной и потери в стали завис т не только от величины механических напр жений, но и от величины воздушного зазора, так как часть потоков рассе ни  замыкаетс  по стали сердечника, причем вли ние зазора на изменение потерь соизмеримо с вли нием механических напр жений на изменение потерь. Таким образом, при определении величины механических напр жений необходимо учитывать реальную величину зазора и потоки рассе ни , иначе ошибка может достигать большой величины.A disadvantage of the known method is the low measurement accuracy due to the influence of the gap. When measuring on a real metal surface, the gap size is a random value and the loss in steel depends not only on the magnitude of the mechanical stresses, but also on the size of the air gap, since part of the scattering flows is closed along the core steel, and the effect of the gap on change in losses is commensurate with the effect of mechanical stresses on the change in losses. Thus, when determining the magnitude of mechanical stresses, it is necessary to take into account the real size of the gap and the scattered fluxes, otherwise the error can reach a large value.

Цель изобретени  - повышение точности способа определени  механических напр жений за счет учета вли ни  зазора на измер емые потери.The purpose of the invention is to improve the accuracy of the method of determining mechanical stresses by taking into account the influence of the gap on the measured losses.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в способе определени  механических напр жений в ферромагнитных издели х, заключающемс  в том, что устанавливают датчик на поверхности образца из материала контролируемого издели  без зазора, новым  вл етс  то, что при этом измер ют реактивную мощность. Возбуждают датчик переменным током, нагружают образец заданными напр жени ми, снимают граду- ировочную зависимость потерь в материалеThis goal is achieved by the fact that in the method of determining mechanical stresses in ferromagnetic products, namely, that a sensor is installed on the surface of a sample from the material of the tested product without a gap, a new one is that the reactive power is measured. The sensor is excited with an alternating current, the sample is loaded with given voltages, the calibration dependence of material loss is removed.

от величины механических напр жений, новым  вл етс  то, что при установке датчика на поверхности ненагруженного образца с зазором снимают зависимость потерь в материале и реактивной мощности от величины зазора, линеаризуют зависимости, определ ют по ним коэффициенты пропорциональности . Тогда потери в материале и реактивна  мощность, измеренные датчиком , могут быть выраженыon the magnitude of mechanical stresses, the new one is that when the sensor is installed on the surface of an unloaded sample with a gap, the dependence of losses in the material and reactive power on the gap size is removed, the dependences are linearized, and the proportionality coefficients are determined from them. Then the material loss and reactive power measured by the sensor can be expressed

,.,

fP P0+Kih+ АР (о)fP P0 + Kih + AP (o)

|Q Q0 + K2 -h| Q Q0 + K2 -h

0)0)

где А Р( о) - градуировочна  зависимость потерь от механических напр жений, в общем виде эта зависимость нелинейна  и выражена графически;where А Р (о) is the calibration dependence of losses on mechanical stresses, in general, this dependence is non-linear and is expressed graphically;

Р - величина потерь, измеренна  в кон- тролируемом изделии;Р is the amount of losses measured in the controlled product;

Ро - величина потерь ненагруженного образца при установке на него датчика без зазора;Ro is the loss of the unloaded sample when the sensor is installed on it without a gap;

Q - величина реактивной мощности, из- меренна  в контролируемом изделии;Q is the magnitude of reactive power measured in a controlled product;

QO - величина реактивной мощности ненагруженного образца при установке на него датчика без зазора;QO is the reactive power value of the unloaded sample when the sensor is mounted on it without a gap;

Ki - коэффициент пропорциональности линеаризованной зависимости потерь от зазора;Ki is the proportionality coefficient of linearized dependence of losses on the gap;

К2 - коэффициент пропорциональности линеаризованной зависимости реактивной мощности от зазора; h - величина воздушного зазора.K2 - proportionality coefficient of linearized dependence of reactive power on the gap; h is the size of the air gap.

При установке датчика на контролируемую поверхность с неизвестным зазором измер ют потери в материале и дополнительно измер ют реактивную мощность, что также  вл етс  новым. Преобразу  систему (1), величину механических напр жений определ ют из уравнени When the sensor is installed on a monitored surface with an unknown gap, the material loss is measured and the reactive power is additionally measured, which is also new. By transforming system (1), the magnitude of the mechanical stresses is determined from the equation

5050

AP(o) (P-Po)(Q-Qo) -(2)AP (o) (P-Po) (Q-Qo) - (2)

На фиг. 1 изображена зависимость потерь от механических напр жений дл  стали Ст 20; на фиг. 2 - блок-схема устройства, реализующего способ определени  механических напр жений в ферромагнитных издели х .FIG. 1 shows the dependence of losses on mechanical stresses for St 20 steel; in fig. 2 is a block diagram of a device that implements a method for determining mechanical stresses in ferromagnetic products.

Устройство содержит автогенератор 1, датчик 2, ваттметр 3 и варметр 4. Автогенератор 1 подает на датчик 2 синусоидальное напр жение. Ваттметр 3 и варметр 4, подключенные входами к датчику 2, измер ют соответственно потери в материале и реактивную мощность, потребл емую датчиком от автогенератора.The device contains an auto-oscillator 1, a sensor 2, a wattmeter 3 and a varmeter 4. The auto-oscillator 1 supplies a sinusoidal voltage to the sensor 2. A wattmeter 3 and a varmeter 4 connected by inputs to sensor 2 measure the material loss and the reactive power consumed by the sensor from the oscillator, respectively.

Способ осуществл ют следующим образом .The method is carried out as follows.

Устанавливают датчик на поверхность образца из материала контролируемого издели  без зазора и возбуждают переменным током с частотой 1 кГц. Измер ют реактивную мощность (Qo) и потери (Ро) в ненагруженном материале. Снимают зависимости реактивной мощности и потерь в материале от величины зазора между датчиком и ненагруженным образцом. Линеаризуют эти зависимости. Определ ют по ним коэффициенты пропорциональности. Нагружают образец известными напр жени м от 0 до 0,8 предела текучести и снимают градуировочную зависимость приращений потерь в материале от величины механических напр жений ДР(а). Так как реактивна  мощность в стали на несколько пор дков меньше реактивной мощности в зазоре (при h 0,05 мм), а ее изменение от вли ни  механических напр жений еще меньше, то изменени ми реактивной мощности от величины механических напр жений можно пренебречь. Тогда потери в материале и величина реактивной мощности , измеренные датчиком могут быть выражены следующим образомInstall the sensor on the surface of the sample from the material of the controlled product without a gap and excite an alternating current with a frequency of 1 kHz. Measured reactive power (Qo) and loss (Ro) in the unloaded material. The dependencies of reactive power and material losses on the gap between the sensor and the unloaded sample are removed. Linearize these dependencies. The proportionality coefficients are determined from them. The sample is loaded with known stresses from 0 to 0.8 yield strength and removes the calibration dependence of the increments of losses in the material on the magnitude of mechanical stresses DG (a). Since the reactive power in the steel is several orders of magnitude less than the reactive power in the gap (at h 0.05 mm), and its change from the effect of mechanical stresses is even smaller, changes in reactive power from the magnitude of the mechanical stresses can be neglected. Then the material loss and the amount of reactive power measured by the sensor can be expressed as follows.

h + Л Р( о) hh + L P (o) h

0)0)

Преобразу  систему 1 получают выражениеTransform system 1 get the expression

ЛР(с$ (Р-Ро)- -| (Q-Qo) . (2)LR (with $ (P-Ro) - - | (Q-Qo). (2)

Устанавливают датчик на контролируемую поверхность в неизвестным воздушным зазором, измер ют потери в материале и величину реактивной мощност, подставл   эти значени  в выражение 2 определ ют приращение потерь в материале Д Р и по градуировочной зависимости потерь от механических напр жений, приведенной на чертеже дл  стали Ст.20, наход т механические напр жени .The sensor is installed on a controlled surface in an unknown air gap, the material loss and the amount of reactive power are measured, substituting these values in expression 2 determine the increment of material loss D P and the calibration dependence of the loss on mechanical stresses shown in the drawing for steel .20, mechanical stresses are found.

Все измерени  провод т при посто нстве индукции в сердечнике датчика.All measurements are carried out at a constant induction in the core of the sensor.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Способ определени  механическихThe method of determining the mechanical напр жений в ферромагнитных издели х, заключающийс  в том, что датчик устанавливают без зазора на поверхности ненагруженного образца из материалаstresses in ferromagnetic products, which means that the sensor is installed without a gap on the surface of the unloaded material sample контролируемого издели , возбуждают переменным током, нагружают образец заданными напр жени ми и снимают градуировочную зависимость потерь в материале от величины механическихthe controlled product, excite with alternating current, load the sample with predetermined voltages and remove the calibration dependence of the loss in the material on the magnitude of the mechanical напр жений, устанавливают датчик на контролируемую поверхность и измер ют потери в контролируемом изделии, по которым с учетом градуировочной зависимости определ ют механические напр жени , о т л и ч аю щ и и с   тем, что, с целью повышени  точности, при установке датчика на поверхности ненагруженного образца дополнительно измер ют реактивную мощность, после чего датчик устанавливают там же сstresses, install the sensor on the monitored surface and measure the losses in the monitored product, according to which, taking into account the calibration dependence, they determine the mechanical stresses that are required and, in order to improve the accuracy, when installing the sensor reactive power is additionally measured on the surface of the unloaded sample, after which the sensor is installed in the same place with зазором и снимают дополнительно зависимость потерь в материале и реактивной мощности от величины зазора, линеаризуют эти зависимости и определ ют по ним коэффициенты пропорциональности, а при установке датчика на контролируемом изделии дополнительно измер ют реактивную мощность , при этом величину потерь определ ют из уравнени :gap and additionally remove the dependence of losses in the material and reactive power on the gap, linearize these dependencies and determine the proportionality coefficients for them, and when installing the sensor on a controlled product, reactive power is additionally measured, and the loss is determined from the equation: ДР(о) (Р-Ро)-Ц (Q-Qo).DR (o) (P-Ro) -C (Q-Qo). где Д Р( о) - градуировочна  зависимость потерь от механических напр жений:where Д Р (о) is the calibration dependence of losses on mechanical stresses: р - величина потерь, измеренна  в контролируемом изделии;p is the amount of loss measured in the controlled product; РО - величина потерь ненагруженного образца при установке на него датчика без зазора;PO is the loss of the unloaded sample when the sensor is installed on it without a gap; Q - величина реактивной мощности, измеренна  в контролируемом изделии;Q is the amount of reactive power measured in a controlled product; Qo величина реактивной мощности ненагруженного образца при установке на него датчика без зазора;Qo value of reactive power of the unloaded sample when the sensor is mounted on it without a gap; Ki - коэффициент пропорциональности линеаризованной зависимости потерь от зазора;Ki is the proportionality coefficient of linearized dependence of losses on the gap; К2 - коэффициент пропорциональности линеаризованной зависимости реактивнойK2 - proportionality coefficient of linearized dependence of reactive мощности от зазора.power from the gap. -zoo -is® -6°-zoo -is® -6 ° so foo so zoo г& @-млс)so foo so zoo r & @ -mls) Фиъ.Fi. ДЁтс&енератср fJets & F 9ui.29ui.2 -/ i -л- / i -l -h гg bammvemp 5bammvemp 5 бо/э#е/п/э tbo / e # e / p / e t
SU894792549A 1989-12-25 1989-12-25 Method of determining mechanical stresses in ferromagnetic products SU1727003A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894792549A SU1727003A1 (en) 1989-12-25 1989-12-25 Method of determining mechanical stresses in ferromagnetic products

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894792549A SU1727003A1 (en) 1989-12-25 1989-12-25 Method of determining mechanical stresses in ferromagnetic products

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1727003A1 true SU1727003A1 (en) 1992-04-15

Family

ID=21496802

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894792549A SU1727003A1 (en) 1989-12-25 1989-12-25 Method of determining mechanical stresses in ferromagnetic products

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1727003A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N1490508, кл. G 01 L 1/12, 1987. За вка JP N 59-45928 , кл. G 01 L5/00, 1984. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR930007114B1 (en) Electromagnetic flowmeter utilizing magnetic fields of a plurality of frequencies
US6474158B2 (en) Apparatus for measuring displacement and method of use thereof
US6192754B1 (en) Sensor system for measuring displacements
SU1727003A1 (en) Method of determining mechanical stresses in ferromagnetic products
JPS61277051A (en) Apparatus for measuring magnetic characteristics
RU2073856C1 (en) Method of determination of mechanical stresses and magneto-elastic transducer for determination of mechanical stresses
SU563612A1 (en) Electromagnetic process of testing quality of ferromagnetic
SU1216716A1 (en) Electromagnetic method of measuring specific electric conductance of non-ferromagnetic conducting articles
SU871055A1 (en) Method of measuring non-ferromagnetic object electric conductivity
RU2025725C1 (en) Method of eddy-current inspection of linear elongated articles and eddy-current transducer for effecting the same
SU1490508A1 (en) Method for measuring mechanical stresses in metal articles
SU918905A1 (en) Method of measuring magnetic field strength in specimen localities
SU1597612A1 (en) Method of determining stresses in member of metalworks
SU1670368A1 (en) Eddy-current thickness meter
RU2034235C1 (en) Method for m depth of flaw in ferromagnetic object and device for implementation of said method
SU1744631A1 (en) Method for determination of electrophysical parameters of cylindrical conductive article
SU1144003A1 (en) Method of measuring mechanical stresses in ferromagnetic articles
SU759937A1 (en) Device for measuring specific electrocoductivity of non-magnetic metals
SU1099293A1 (en) Device for measuring dynamic reversible magnetic permeability
SU785722A1 (en) Method of measuring physicomechanical parameters of non-ferromagnetic articles
SU828062A1 (en) Method and device for electromagnetic checking
SU757936A1 (en) Device for investigating corrosion wear of steel bracings under protective dielectric layer
SU838545A1 (en) Device for eddy-current inspection of corrosion damage of metallic articles
SU991280A1 (en) Magnetic noise structuroscopy method
SU1559278A1 (en) Eddy current measuring device