SU756187A1 - Вихретокоеыя преобразователь проходного типа 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к области керазрушающего контроля методом вихревых токов и может быть использовано в электромагнитных устройствах для контроля качества проката и труб * в линиях прокатных и трубосварочных агрегатов.

Известен преобразователь в электромагнитном устройстве для неразрутающего контроля изделий, содержащий 'θ многовитковые катушки, две из которых измерительные включены дифференциально, а третья - индукторная. Измерительные катушки намотаны на диэлектрический каркас и покрыты слоем 15 изоляции . Индукторная катушка намотана сверху на измерительные и тоже покрыта слоем изоляции [ΐ] .

В металлургическом потоке производства в условиях воздействия воды, 20 эмульсионных паров, опадающей окалины_< температуры и т.п. многовитковые катушки должны иметь надежную изоляцию, поскольку указанные воздействия сопровождаются сложными физикохими- 25 ческими процессами разрушения изоляции, что в конечном счете приводит к преждевременному выходу из строя устройства. Кроме того, выполнение катушек многовитковыми не позволяет 30

2

в достаточной степени локализировать электромагнитное поле, снижая разрешающую способность к дефектам малой протяженности.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является вихретоковый преобразователь проходного типа, содержащий индукторную и две дифференциально включенные измерительные катушки индуктивности. Измерительные катушки выполнены одного размера, расположены по обе сто роны от индукторной катушки. Индукторная катушка по диаметру больше чем измерительные [2^ .

Недостатком известного устройства является то, что одновитковая индукторная катушка создает неравномерное электромагнитное поле, в котором размещены витки измерительных катушек, а.конструктивное выполнение его не позволяет повысить разрешающую способность в отношении дефектов типа трещин, имеющих малую длину, на фоне помех, возникающих от границ протяженных зон изменения электрофизических свойств изделий, например тепловых меток, наклепа, слоев обезуглероживания и т.п., что приводит к перебраковке изделий.

3

756187

4

Целью изобретения является повышение разрешающей способности к мелким

дефекта) т;ша. трещин.

Указанная цель достигается тем, что индукторная катушка выполнена в виде колец Гельмгольца,измерительные катушки имеют одинаковые диаметры, ³

расположены соосно, каждая измерительная катушка выполнена в виде двух последовательно соединенных витков, одна, катушка расположена в середине между витками индукторной, а витки вто-*® рой измерительной катушки - по обе стороны от витков первой на одинаковом расстоянии от них, определяемом размерами дефектов и помех.

На фиг. 1 изображено расположение 15 катушек преобразователя) на фиг. 2 схема соединения катушек.

Преобразователь содержит индукторную катушку, выполненную в виде Колец 1,2 Гельмгольца, которая служит для 20 возбуждения в активной зоне преобразователя равномерного электромагнитного поля. Одна измерительная катушка выполнена в виде двух последовательно соединенных витков 3,4, распо- 25 ложенных в середине между витками индукторной катушки. Вторая измерительная катушка выполнена в виде двух последовательно соединенных витков 5,6, расположенных по обе стороны от __ витков первой катушки на одинаковом расстоянии от них, определяемом размером дефектов и помех. Измерительные катушки соединены между собой дифференциально. Измерительные катушки имеют диаметр меньший, чем ин- . ³³ дукторная, но одинаковый размер и 'расположены соосно.

Устройство работает следующим образом. 40

В зоне колец 1,2 Гельмгольца возбуждается равномерное электромагнитное поле. При прохождении изделия 7 через преобразователь :в металле наводятся вихревые токи. Наличие в 45

зоне всех измерительных витков 3,4,5,₆ 6 обоих катушек идентичных по свойствам участков изделия приводит к тому, что в этих витках наводится одинаковая ЭДС. Так как первая катушка вклю- зд Чена дифференциально второй, то результирующая ЭДС на выходе равна нулю.

Наличие дефектов в зоне расположения измерительных витков одной из 55

катушки приводит к появлению разнос- ³³ ти ЭДС на выходе измерительной системы. Выделенный сигнал поступает в электронный блок, где производится обработка и регистрация его. При прохождении участка изделия через преоб- 60 раэователи производится дискриминация (отделение) протяженных зон помех (наклеп, тепловая метка и т.п.) и выделение сигнала от локальных дефектов, имеющих малую протяженность. 65

Нахождение зоны помехи только в витке¹ 3 второй катушки вызывает приращение ЭДС в нем. в витках 4,5,6 катушек приращение ЭДС не происходит, так как в их зоне помехи нет,. На выходе преобразователя появляется напряжение, равное приращению ЭДС в витке 3. При нахождении зоны помехи одновременно в витках 3,5,6 катушки на выходе преобразователя появляется напряжение,равное алгебраической сумме приращений ЭДС в витках 5,6 первой катушки (включенных последовательно) и в витке 3 второй катушки, ЭДС которого сдвинута по фазе на 180° относительно ЭДС витков 5,6.

( При нахождении помехи сразу в зоне 4-х витков 'обоих катушек напряжение на выходе преобразователя будет отсутствовать. Аналогичный процесс протекает при выходе протяженной помехи из зоны витков катушек преобразователя.

При прохождении дефекта малой длины через зону витка 3 второй катушки, на выходе преобразователя появляется напряжение, равное приращению ЭДС в витке 3.Когда дефект находится в зоне витков 5,6, то на выходе появляется напряжение, равное сумме приращений ЭДС в витках 5,6. При нахождении дефекта в зоне витка 4 второй катушки на выходе преобразователя ' появляется напряжение,. равное приращению ЭДС в витке 4 этой катушки. Зоны между витками Зи 5,6 и 5,6 и 4 обеих катушек дефектом не перекрываются .

Данная конструкция преобразователя и схема соединения витков его катушек позволяет получить приращение сигнала от локального мелкого дефекта в два раза больше, чем приращение сигнала от протяженной помехи при равном воздействии их на равномерное электромагнитное поле. Это дает возможность отличить локальные мелкие дефекты от протяженных помех и повышает разрешающую способность устройства в целом.

Ниэкоемкое, а следовательно, и' низковольтное исполнение измерительных элементов датчика снижает требование к их изоляции, а исполнение измерительных катушек в виде мощных колец обеспечивает надежную^- и длительную работу датчика в условиях цеха, при этом повышается качество проката и труб в линдях прокатных и трубосварочных агрегатов.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Вихретоковый преобразователь проходного типа, содержащий индукторную и две дифференциально включенные измерительные катушки индуктивности, о т л й ч а ю щ и й ся тем, что, с

   756187

   6

   ί

   целью повышения разрешающей способности к мелким дефектам типа Трещин, индукторная катушка выполнена в виде колец Гельмгольца, измерительные катушки имеют одинаковые диаметры, расположены соосно, каждая измеритель- 5 ная катушка выполнена в виде двух последовательно соединенных витков,

   Одна катушка расположена в середине между витками.индукторной, а витки второй измерительной катушки - но обе

   стороны от витков первой на одинаковом расстоянии от них, !определяемом Размерами дефектов и помех.'