SU757970A1

SU757970A1 - Проходной вихретоковый преобразователь для дифференциального контроля механических свойств ферромагнитных изделий

Info

Publication number: SU757970A1
Application number: SU782603656A
Authority: SU
Inventors: Vladimir A Dubrov; Nikolaj F Legejda; Aleksandr D Lebedev; Svetlana Ya Seredenko
Original assignee: Uk Nii Metallov
Priority date: 1978-04-12
Filing date: 1978-04-12
Publication date: 1980-08-23

Description

Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля и предназначено для контроля механических свойств, например, проката в процессе его изготовления. 5

Известен проходной вихретоковый преобразователь для неразрушающего контроля механических свойств, содержащий намагничивающую обмотку и расположенную внутри нее измеритель- Ю ную обмотку, охватывающую контролируемое изделие £ί] .

Недостатком преобразователя является низкая чувствительность к изменению механических свойств изделия, 15 а потому и низкая точность контроля.

При намагничивании изделия в' открытой магнитной цепи магнитная индукция В его определяется результирующим полем Η ί, которое меньше внеш-20 него поля Н_е на величину, обусловленную размагничивающим действием самого намагничивающего узла и равную произведению N1,

В = /иН ί = /и (Не - Ν I) , 25

где N - коэффициент, характеризующий размагничивающий фактор;

3 - намагниченность изделия;

) (и - истинная магнитная проницаемость изделия. 30

Чем больше /в и, следовательно, 3 изделия, тем меньше результирующее поле Н;. Поэтому различия в индукции В и в измеряемых ЭДС, индуктируемых изделиями с разной магнитной проницаемостью, значительно сглаживаются.

Известен проходной вихретоковый преобразователь для дифференциального контроля механических свойств ферромагнитных изделий, содержащий намагничивающую обмотку и размещенные в ней измерительные обмотки [2] .

Для дифференциального контроля применяется два указанных идентичных преобразователя, в один из которых помещают контролируемое изделие, з другой - эталонное.

Точность контроля при этом недостаточно велика, так как при раздельном намагничивании эталонного и контролируемого изделий сложно учесть влияние размагничивающего фактора.

Целью изобретения является повышение точности контроля.

Это достигается Тем, что одна измерительная обмотка размещена по оси симметрии преобразователя и предназначена для размещения в ней контролируемого изделия, две другие измерительные обмотки размещены на равном

3

757970

4

расстоянии от первой и предназначены для размещения в них эталонных изделий, число витков каждой из обмоток эталонных изделий вдвое меньше числа витков обмотки контролируемого изделия .. они соединены последовательно со!>аасно между собой и последовательно встречно с обмоткой контролируемого изделия.

На фиг. 1 изображен поперечный разрез преобразователя; на фиг. 2 принципиальная электрическая схема преобразователя.

Проходной вихретоковый преобразователь содержит немагнитный каркас 1, размещенную на нем намагничивающую обмотку 2, внутри которой, по оси симметрии преобразователя, расположена измерительная обмотка 3 контролируемого изделия и две измерительные обмотки 4 и 5 эталонных изделий,, размещенные на равном расстоянии от первой, число витков каждой из которых меньше числа витков обмотки 3 контролируемого изделия. Обмотки 4 и 5 эталонных изделий соединены последовательно согласно между собой и последовательно встречно с обмоткой 3 контролируемого изделия.

Расстояние между осями обмотки эталонного изделия и контролируемого . не превышает 24"$\ где 5 - площадь поперечного сечения изделия.

В первом приближении можно считать, что при совместном намагничивании контролируемого и эталонного изделий, близко расположенных друг от друга, система из трех изделий будет находиться в одном и том же результирующем поле Η ί , равном

где Н_е - внешнее поле;

м - общий размагничивающий факОБ

тор системы;

- намагниченность контролирув'мого изделия;

- намагниченность эталонного

изделия. _:

Так как результирующее поле для эталонного и контролируемого изделий одно и то же, отношение индукций эталонного и контролируемого изделий будет пропорционально отношению их истинных магнитных проницаемостей.

В_э=^э^н, » =/и_э//и_к.

Поскольку измерительные обмотки

эталонных изделий имеют вдвое меньшее число витков, чем измерительная обмотка контролируемого изделия и соединены последовательно согласно между собой и последовательно встречно с обмоткой контролируемого изделия, то измеряемый сигнал (дЭДС индукции) будет пропорционален разности истинных магнитных проницаемостей контролируемого и эталонных изделий по формуле:

дЭДС = № В, 54'£ В₃5 - пВ„ 5)10'* =

= Π(ί5((0_βΗ^ - (к_и Н< ) 10“® =

= П(45Щ (|Ц_а-Як ) Ю~⁸.

При дифференциальном неразрушаю(цем контроле механических свойств изделий с помощью преобразователя в измерительные обмоТки 4 и 5 помещают эталонные изделия 6 и 7 или в случае длиномерных изделий их части и фиксируют их положение относительно друг друга. Далее вставляют в измерительную обмотку третье эталонное изделие 8 и с помощью известных методов (активного и реактивного сопротивлений) компенсируют измерительную систему таким образом, чтобы измеряемый сигнал был равен нулю. Затем удаляют из центральной измерительной обмотки эталонное изделие, вставляют в нее контролируемое и пропускают его через преобразователь, определяя при этом с помощью, например милливольтметра, ЭДС, индуктируемую в датчике. Используя корреляционные зависимости между ЭДС и механическими свойствами, по значению ЭДС судят о механических свойствах изделия и их однородности по длине .

При проверке преобразователя исходили из того, что основная погрешность при контроле возникает вследствие непостоянства зазора между контролируемым изделием и эталонным. Было принято, что в процессе поточного контроля зазор может изменяться от 4 до 0,2 мм. Опытная проверка проведена на образцах размером 6x40x140 мм из стали СтЗ, закаленных (Н_с = 23,53Э) и отпущенных (Н^ = 5,73Э). Намагничивание образцов производили с помощью катушки, намагничивающая обмотка которой содержала 500 витков. При этом эффективная напряженность поля составляла 1000 Э, ЭДС индукции измеряли ламповым милливольтметром МВЛ-2М.

При контроле с помощью преобразователя измерительная обмотка контролируемого образца содержала 2 витка, а эталонных - 1 виток. Расстояние между центром измерительной обмотки контролируемого образца и центром каждой из измерительных обмоток эталонных образцов составляло 10 мм. Измерение зазора между контролируемым образцом и одним из эталонных от 4 до 0,2 мм, которое влечет за собой изменение зазора между этим образцом и вторым эталонным от 4 до 7,8 мм, вызвало изменение разности ЭДС только на 1,1%.

Согласно данным опытной проверки преобразователь по сравнению с из» вестными обеспечит повышение точности контроля более, чем в 10 раз, кроме того, по сравнению с известными аналогичными решениями он обладает повышенной чувствительностью к изменениям в структуре и механических свойств контролируемых изделий.

5

757970

6

•

Claims

Формула изобретения

Проходной вихретоковый преобразователь для дифференциального контроля механических свойств ферромагнитных изделий, содержащий намагничиваю- 5 щую обмотку и размещенные в ней измерительные обмотки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, одна измерительная обмотка размещена по оси сим- ю метрии преобразователя и предназначена для размещения в ней контролируемого изделия, две другие измерительные обмотки размещены на равном расстоянии от первой и предназначены для размещения в них эталонных изделий, число витков каждой из обмоток эталонных изделий вдвое меньше числа витков обмотки контролируемого изделия, они соединены последовательно согласно между собой и последовательно встречно с обмоткой контролируемого изделия.