SU562768A1 - Вихретоковый преобразователь дл неразрушающего контрол - Google Patents

Description

Изобретение касаетс  неразрушаюшего крнтрол  материалов и изделий и может быть исП|о51ьзо,в-ано дл  обнаружени  их дефектного состо ни  (поверхностных трещин волосов ,ин, и плен), превышающего установленные допуски; особенно на торцовых поверхност х изделий цилиндрической формы.

Известны вихретоковые преобразователе дл  обнаружени  мелких дефектов, содержащие кольцевой магнитопровод с зазором, катушки Инауктивности и экран 1 и 2. Локальное электромагнитное поле таких шреобразователей .вза имодействует с ограниченным участком контролируемого издели , что обеепечива1ет надежное вы вление поверхностных дефектов.

Однако конструкции этих преобразоватрлей , представл ющие собой накладную поисковую систему, предназначены дл  контрол.ч либо плоских поверхностей изделий, лл.бо цилиндрических . Установка их над торцовой поверхностью цилиндрических изделий при неизменном рассто нии между иреобрЕзователем и контролируемой поверхностью вызывает значительные трудности конструктиВНого характера . Дл  этого необходимы конструкции достаточ-но сложных вращающи.хс  справок, удерживающих преобразователь. В производственных услови х контроль такой и,спктательной системой преобразовател  сопро.вождаетс  неизбежным радиальными и аксиаль ными биени ми и, как следствие, вызывает по вление случайных импульсов на выходе прибора, принимаемых за дефекты контролируемой поверхности. УстаноВ:ка таких преобразователей над изделием, их центровка с осью последнего и низкие скорости ска} ировани  поверхности занимают значительное врем . Все это приводит к низкой надежности и производ1 тельности контрол . Кроме того, такие преобразователи обладают малой избирательностью к дефектам искомого типа.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  вихретоковый преобразователь 3, содержащий магнитопровод и катущку иидуктивности, позвол ющий осуществить селекцию дефектов по какому-либо параметру за счет нз-менени  топологии вытесненного «х магнитопровода взаимодействующего пол . В магнитопроводе такого преобразовател  вблизи рабочей поверхности выполнено отверстие, в котором размещен прозодник, соединенный с регул;1руемым источником тока.

Однако пределы изменени  топологии возбуждающего пол  преобразовател  недостаточны дл  обеспечени  селективного поиска дефектов при широкой вариации их лараметроз . Это обусловлено малыми изменени ми

линейных размеров зоны магнитопровода, доведенных до насыщени .

Дл  повышени  надежности контрол  торцозых поверхностей цилиндрических изделий зихретоковый нреобразователь снабжен разме1це1- ны ,,м на рабочем торце магнитопровода металлическим экраном, в магннтопроводе ч экране выполиена радиальна  щель, а торец магнитоировода, противоположный его рабочему торцу, скошен в зоне щели так, что ширина щели значительно превышает ее высоту.

Дл  селективного обнаружени  дефектов заданных параметров в магнитопроводе выполнено сквозное отверстие, ось которого параллельна центральной оси магннтопровода, а регул тор магнитного сопротивлени  выполген в виде двух встречно включенных катуптек индуктивности, витки одной .из которых обхватывают наружную поверхность магнитопровода и новерхность отверсти , а витки второй - поверхность этого отверсти  и поверхность центрального отверсти  магниюпровада .

Кроме тото, регул тор магнитного сопротивлен .н  . быть также выполкэи з виде плоского витка из электропровод щего материа .та. прилегающего к скошенному торцу магнитопровода.

На фиг. 1 показана конструкци  предлагаемого преобразовател  с отверстием в магнитопроводе; на ф.иг. 2 - конструкци  нреобразовател  с ток1опровод щн слоем на поверхности М1агннтопровода.

Преобразователь содержит кольцевой ферритовый магнитопровод У пр моугольного сечени , торец которого скошен в зоне щели 2, направленной своей длинной стороной к оси OiOj. На магнитопроводе р азмещены лве катушки 3 ц 4 индуктивност , шгтаемые переменным током.

В сквозном отверстни 5 матнитопровода наход тс  стороны двух встречно-включенных катушек 5 и 7 индужти-вности (регул тор магнитного соцротивленн ), обхватыв ающи-е гра:-;i магнитопровода. Со стороны, обращенной к контролнруемому изделию, помещен металлический экран 8, выполненный в форме диска с радиальным разрезом шириной, равной ширине щелц магнцто:прОвода. На по1верхность скошенного торца магннтопровода преобразовател  (нротивоположную контро.лируемому изделию) (см. фиг. 2) нанесен токопровод щий виток 9 (нацр-и.мер, медный), подключаемый к источнику регулируемого тока отт одами 10 и //.В процессе контрол  торцо.в цилиндрических деталей прео|бразователь вращаетс  вокруг оси 0:02.

Преобразователь работает следуюЩ|Им образом .

При иодкл -очен,и,и согласно включенных :.;атущек 3 н 4 преобразовател  к тенератору переменного тока создаетс  суммарный замкнутый поток, проход щий через магнитопровод и замыкающийс  через пол  рассе ни  в зоне щели 2. Часть потока рассе ни , проход ща  со стороны экрана 8, им-еет топологию , близкую плоскопараллельному электромагнитному нолю, и взаимодействует с J OHTролируемым изделием. В процессе контрол  преобразователь вращаетс  вокруг оси OiO, сканиру  электромагнитным полем поверхность торца цилиндрического издели . При этом в, последнем навод тс  вихревые токи, зона расп-ределени  которых определ етс 

главньгм образом ширииой щели преобразовател . Дефект издели  вызывает изменение напр женности н зоны распределени  вихревых токов, что приводит к изменению сопротивлени  катушек 3 и 4 индуктивности (ч

ochOBHOM. активного), фиксируе.мого измерительной схемой. В процессе контрол  изделие сканируетс  но кольцевой траектории. ВнешНИй диаметр преобразовател  выбираетс  равнь .:м или несколько большим диаметра торца

л;,:,:-ли . Поскольку, как показывает статист; ка . дефекты располагаютс  пре;1Муществен:-о 3 зонах изделий, близких к внешним позгрхност м , то в процессе контрол  ось враЦс и  0|09 преобразовател  выбираетс  :а::ладающей с осью цилиндрического изл,ел ,-1 . Кроме того, это позвол ет существенно упростить конструкцию оправки такого преобразозател , использу  лл  нее цилиндрическую поверхность издели  в качестве опоры.

Экран 8 предотвращает взаимодействи  полей рассе ни  катушек 3 и 4 с изделием.

При подключении катушек 6 и 7, обхватываЮЩих магиитонровод нреобразовател , к

гэгератору регулируемого тока создаетс  замкнутый поток вокруг отверсти  5. Из.меHeiijie веллчины тока, протекающего через катушки, приводит к насыщению разных зон магкитопровода, примыкающих к отверстию

J. Это вызывает в свою очередь изменение .-:,riiUTHoro сопротивлени  на пути за.мкнутого потока преобразовател . С увеличением тока и. следовательно, с увеличением магнитного сопротивлени  тоиологи  распределени  взаимод-ействующего пол  рассе ни  преобразовател  сужаетс  по ш-ирине. Следовательно, задава  силу тока, протекающего в катушках 6 и 7. Б процессе контрол  устанавливают 30HV распрелелен.н  вихревых токов в изделии такой, что ее размеры совцадают с критически-ми параметрами (например, поверхFOCTiSbiMH раз.мерами) дефекта. При этом вносимые 3 катушки 3 и 4 индуктивности сопротивлени  .максимальны. Можно установить на

макетных образцах изделий с искусственными дефектами св зь между силой тока, протекающего через катушки 6, 7, и параметрами дефектов, вызывающих наибольшую реакцию, и при контроле осуществить селективный поиск

дес})ектов заданных критических параметров. При этом такой цоиск производитс  сканированием контролируемого издели  преобразовaтe e r . в котором сила тока. П|ротекающего через :катушки 6 и 7, соответствует дефекту,

подлежащему вы влению. При подключении витка 9, на поверхности магнитолрозода / (см. фиг. 2), к генератору регулируемого тока создаетс  магнитный поток, направлен 1ый вдоль оси OiOj. Пр.и достаточиой силе намггкич};ваемого тока происходит насыщение тонких полюсных наконечников преобразовател , образующих щель 2. Это приводит к увеличению эффективиой щ-ирииы щели и, в конечном итоге, к сущее гвенному изменению топологии возбуждающего пол  рассе ни  из щели. Регулиру  силу тока через виток 9, можно создать возбужденную в изделии область такой, что ее параметры совпадут с линейными размерами дефекта. Как и ранее, изменение выходных параметрр преобразовател  при этом будет максимально . При фиксированном значении намагничивающего тока производитс  поиск, дефектов критических параметров. Использование простой конструкции преобразовател  со щелью позвол ет повысить надежность и производительность контрол  тордовых поверхностей цилиндрических издеЛИЙ за счет их сканировани  уз.колокальным и электромагнитны.м полем с измен ющейс  в процессе контрол  топологией, снизить расходы на разработку и соверщенствование аппаратуры дл  неразрущающих испытаний. Определение дефектов критических параметров при широкой их вариации существенно снижает затраты на контроль и позвол ег повысить качество выпускаемой лоодхкции. Форм у да и 3 о б р е т е к и   1. Вихретоковый преобразователь дл  неразрущающего контрол , содержащий кольцевой магнитопровод, размещенные на нем катушку индуктивности и регул тор магнитного сопротивлени  магнитопровода и соединонный с ним источник регулируемого тока, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что, с целью иовыщеки  надежности контрол  торцовых позс-рхностей цилиндрических изделий, он снабжен металлическим экраном, размещенным на рабочем торце магнитопровода. в магк1-;топроводе .и экране выполнена радлальл-а  щель, а торец магнитопрозода . п-ротивоиоложный его рабочему торцу, скощен в зоне щели так, что щирина щели значительно лревыщает ее высоту. 2.Преобразователь по п. 1, отличающийс  тем, что, в магкитопроводе выполнено скзозное отверстие, ось которого параллельна его центральной оси, а регул то-р магнитного сопротивлени  выполнен в виде двух встречно включенных катушек индуктивности, витки одной из которых обхватывают наружлую поверхность магнитопровода и поверхность отверстп , а витки второй - поверхнССть этого отверсти  и поверхность центрального отверсти  магнитопровода. 3.Преобразователь по п. 1, отличающ и и с   тем, что регул тор магнитного сопротивлени  выполнен в виде плоского Витка из электропровод щего материала, прилегающего к скошенному торцу магиитоировода. Источник; информации, прин тые во внимани .е при экспертизе: . Авторское свидетельство СССР До 219218, М. Кл.2 GOl N 27 86, 1967. 2.Авторское свидетельство СССР Л 249723, М. Кл.2 Q-Q1 X 27/86, 1968. 3.Авторское свидетельство СССР Ло 283654, М. Кл.- GOI 27/86, 1969.