SU989455A1 - Magnetic induction-type converter for flaw detection - Google Patents

Magnetic induction-type converter for flaw detection Download PDF

Info

Publication number
SU989455A1
SU989455A1 SU813322421A SU3322421A SU989455A1 SU 989455 A1 SU989455 A1 SU 989455A1 SU 813322421 A SU813322421 A SU 813322421A SU 3322421 A SU3322421 A SU 3322421A SU 989455 A1 SU989455 A1 SU 989455A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
core
defect
magnetic
transducer
coils
Prior art date
Application number
SU813322421A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Александрович Филиппов
Александр Иванович Пашагин
Виталий Евгеньевич Щербинин
Евгений Васильевич Морозов
Original Assignee
Ордена Трудового Красного Знамени Институт Физики Металлов Уральского Научного Центра Ан Ссср
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 Ордена Трудового Красного Знамени Институт Физики Металлов Уральского Научного Центра Ан Ссср filed Critical Ордена Трудового Красного Знамени Институт Физики Металлов Уральского Научного Центра Ан Ссср
Priority to SU813322421A priority Critical patent/SU989455A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU989455A1 publication Critical patent/SU989455A1/en

Links

Landscapes

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

Description

Изобретение относится к неразрушаю— щим методам контроля изделий и может быть использовано в машиностроительной и металлургической промышленности.The invention relates to non-destructive methods of product inspection and can be used in machine-building and metallurgical industries.

Известен магнитоиндукционный преобразователь,содержащий неподвижную катуш·5 ку индуктивности, питаемую переменным током, и вращающийся относительно нее сердечник из мягкого ферромагнитного материала [ 1 ] .Known magnetic induction Converter containing a fixed coil · 5 ku inductance, powered by alternating current, and rotating relative to it a core of soft ferromagnetic material [1].

Недостатком преобразователя является малая пригодность для считывания локальных неоднородных полей дефектов, ввиду малой зоны контроля.The disadvantage of the converter is its low suitability for reading local inhomogeneous defect fields, due to the small control zone.

. Наиболее близким по технической суш-15 ности к изобретению является магнитоиндукционный преобразователь для дефектоскопии, содержащий катушку индуктивности радиусом и сердечник из магнитомягкого материала, расположенный го эксцентрично катушке и установленный с возможностью вращения вокруг ее оси таким образом, ч*го оси сердечника и катушки параллельны. Преобразователь имеет расширенную зону контроля, определяемую диаметром катушки, удобен при считывании магнитных полей рассеяния [2 ].. The closest in technical sush- 15 NOSTA to the invention is a magnetic induction transducer for flaw detection, comprising a coil and a core radius of a soft magnetic material, disposed eccentrically of the coil and rotatable about its axis so th * h axis of the core and coil are parallel. The transducer has an extended control zone, determined by the diameter of the coil, and is convenient when reading magnetic fields of scattering [2].

Недостатком преобразователя является малая чувствительность к локальным дефектам, обусловленная тем, что при увеличении диаметра катушки (при увеличении зоны контроля) и радиуса окружности перемещения сердечника коэффициент заполнения катушки сердечником получается очень малым. Увеличение диаметра катушки относительно диаметра сердечника приводит к ухудшению соотношения между полезным сигналом и сигналом от дефекта.The disadvantage of the converter is its low sensitivity to local defects, due to the fact that with an increase in the diameter of the coil (with an increase in the control zone) and the radius of the circle of movement of the core, the fill factor of the coil with the core is very small. An increase in the diameter of the coil relative to the diameter of the core leads to a deterioration in the ratio between the useful signal and the signal from the defect.

Цель изобретения - повышение чувствительности преобразователя.The purpose of the invention is to increase the sensitivity of the Converter.

Эта цель достигается тем, что магнитоиндукционный преобразователь для дефектоскопии, содержащий катушку индуктивности радиусом и сердечник из магнитомягкого материала, расположенный эксцентрично катушке и установленный с возможностью вращения вокруг ее оси, снабжен второй катушкой индуктивности радиусом » установленной концентрично первой и включенной с ней встречно, а радиус г вращения сердечника выбран из условия Rd < г < R^.This goal is achieved by the fact that the magnetic induction transducer for defectoscopy, containing an inductor with a radius and a core of soft magnetic material located eccentrically to the coil and mounted to rotate around its axis, is equipped with a second inductor with a radius set concentrically to the first and included with it, and the radius g rotation of the core is selected from the condition R d <r <R ^.

Причем, число витков катушек выбра(Μ* но из условия—L =!_щ.| j , где и ·, п<2 \ / η2 - число витков первой и второй катушек соответственно.Moreover, the number of turns of the coils is chosen (Μ * but from the condition —L = ! _Sc. | J, where and ·, n <2 \ / η2 are the number of turns of the first and second coils, respectively.

На фиг. 1 показан преобразователь, общий вид; на фиг. 2 — расположение преобразователя и изделия с дефектом во время дефектоскопирования.In FIG. 1 shows a converter, a general view; in FIG. 2 - the location of the transducer and the defective product during flaw detection.

Магнитоиндукционный преобразователь 15 содержит стержень 1 из немагнитного материала, укрепленный на валу 2, который соединяется с двигателем (не по:казан). На конце стержня расположен сердечник 3 из магнитомягкого материала.,) Сердечник расположен между двумя катушками 4 и 5 (соответственно внутренней 4 и наружной 5) таким образом, что R < г < R 2 , где г - радиус вращения сердечника, R h R^ радиусы внутренней, и наружной катушек. Преобразователь при контроле располагают над изделием 6 с дефектом 7 поверхности.Magnetic induction Converter 15 contains a rod 1 of non-magnetic material, mounted on a shaft 2, which is connected to the engine (not: cauldron). At the end of the rod there is a core 3 made of soft magnetic material.) The core is located between two coils 4 and 5 (respectively, inner 4 and outer 5) so that R <r <R 2, where r is the radius of rotation of the core, R h R ^ the radii of the inner and outer coils. The transducer under control is placed over the product 6 with a surface defect 7.

Преобразователь работает следующим образом.The converter operates as follows.

С помощью двигателя стержень 1с серденником 3 приводится во вращение. Преобразователь помещается·на поверхность испытуемого изделия 6 таким образом, что сердечник 3 ориентируется перпендикулярно к поверхности, а плоскость витков катушек 4 и 5 - параллельно ей. Внешнее намагничивающее поле Н© создает в изделии поток индукции, и, если в нем имеется дефект 7, то часть магнитных силовых линий выходит на поверхность и» образует поле дефекта. При этом оно имеет две компоненты: нормальную к поверхности образца Ндп и тангенциальную. Последняя, поскольку она направлена перпендикулярно к оси сердечника и не оказывает на него влияния ввиду большого размагничивающего фактора в этом направлении.By means of an engine, the core 1 with the core 3 is rotated. The transducer is placed on the surface of the test product 6 in such a way that the core 3 is oriented perpendicular to the surface, and the plane of the coils 4 and 5 is parallel to it. The external magnetizing field H © creates an induction flow in the product, and if there is a defect 7 in it, then part of the magnetic lines of force goes to the surface and forms a defect field. Moreover, it has two components: normal to the surface of the sample Nd p and tangential. The latter, since it is directed perpendicular to the axis of the core and has no effect on it due to the large demagnetizing factor in this direction.

При пересечении сердечником дефекта нормальная компонента его поля НдП намагничивает сердечник вдоль его оси пропорционально Ндп. При этом семенник образует собственное поле, как показано на фиг. 2. При перемещении сердечника в зоне дефекта Ндп изменяется, соответственно изменяется индукция сердечника, его Йоле рассеяния, а значит и поток внутри катушек, что приво30 • 989455 4 дит к появлению ЭДС на выходе преобразователя. Предположим, что на преобразователь, кроме поля дефекта, действует переменное поле помех, причем оно распределено однородно по площади катушек. Тогда суммарное поле, действующее на преобразователь, Нс= i Нп+НдП, где Н п поле помех. Пусть в некоторый момент времени Нп совпадает по направлению с НАП .Тогда поток, пронизывающий внутреннюю катушку 4, равен ΦβΗ=-Φρ4Φή, где Фр - поток рассеяния сердечника;When the core crosses a defect, the normal component of its field Nd P magnetizes the core along its axis in proportion to Nd p . In this case, the testis forms its own field, as shown in FIG. 2. When the core moves in the defect zone, the Ndp changes, respectively, the core induction, its scattering Yole, and hence the flow inside the coils, which leads to the appearance of an EMF at the output of the converter. Suppose that, in addition to the defect field, an alternating interference field acts on the converter, moreover, it is distributed uniformly over the area of the coils. Then the total field acting on the converter, N s = i N p + Nd P , where N p the interference field. Suppose that at some point in time, H p coincides with the direction of H AP. Then the flow penetrating the inner coil 4 is ΦβΗ = -Φρ 4 Φή, where Фр is the core scattering flux;

Фр - магнитный поток, обусловленный помехами.FR - magnetic flux due to interference.

Поток, пронизывающий наружную катушку 5, равен φΗ’-φΡ + φΛ4φ3' поток рассеяния сердечника; магнитный ποφοκ помех; магнитный поток самого сердечника, обусловленный полем дефекта.The thread penetrating the outer coil 5 is equal to φ Η'- φ Ρ + φ Λ 4φ 3 'core scattering flux; magnetic interference ποφοκ; magnetic flux of the core itself, due to the defect field.

Поскольку катушки включены встречно, то разность между потоками равна поскольку И R^ = n_R^Since the coils are turned on counter, the difference between the flows is equal to And R ^ = n_R ^

I ’ Л X XI ’L X X

Фр 74 Фр » И тогда аФ=Фр+Фр + Ф5. Таким образом, поле помех полностью исключается при встречном включении катушек, и в то же время сигнал от дефекта увеличивается благодаря потоку Фр.Фр 7 4 Фр »And then aF = Фр + Фр + Ф 5 . Thus, the interference field is completely eliminated when the coils are turned on again, and at the same time, the signal from the defect increases due to the flux Fr.

Сигналы, снятые с внутренней катушки при вращении сердечника над областью с дефектом, едва превышают сигналы от помех. Сигналы от наружной катушки в два раза превышают сигналы помехи, причем сигналы от дефектов для внутренней и наружной катушек смещены по фазе на 180°. В результате при встречном включении катушек сигналы от дефектов складываются, а от помех вычитаются.The signals taken from the internal coil during rotation of the core over the defective area barely exceed the signals from interference. The signals from the outer coil are twice the interference signals, and the signals from defects for the inner and outer coils are 180 ° out of phase. As a result, when the coils are turned on again, signals from defects are added up, and subtracted from interference.

Использование преобразователя данного типа позволяет повысить помехоустойчивость и чувствительность магнитоиндук— ционных преобразователей. По сравнению с прототипом чувствительность возрастает в 1,5 раза, а помехоустойчивость, по крайней мере, в 2-3 раза.The use of a converter of this type makes it possible to increase the noise immunity and sensitivity of magnetic induction converters. Compared with the prototype, the sensitivity increases by 1.5 times, and noise immunity, at least 2-3 times.

Claims (2)

(54) МАГНИТОИНДУКиИОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ ДЕФЕКТОСКОПИИ Изобретение относитс  к неразрушаю- щим методам контрол  изделий и может быть использовано в машиностроительной и металлургической промьшшенности. Известен магнитоиндукционный преобразователь .содержащий неподвижную кату Kjr индуктивности, питаемую переменньол током, и вращающийс  относительно нее сердечник из м гкого ферромагнитного материала l Ф Недостатком преобразовател   вл ет с  мала  пригодность дл  считьтани  локальных неоднородных полей дефектов, ввиду малой зоны контрол . . Наиболее близким по технической сущ ности к изобретению  вл етс  магнитоиндукционный преобразователь дл  дефектоскопии , содержащий катушку тшдуктивности радиусом и сердечник из маг- нитом гКого материала, расположенный эксцентрично катушке и установленный с возможностью вращени  вокруг ее оси таким образом, ч оси сердечника и катушки параллельны. Преобразователь имеет расширенную зону контрол , определ емую диаметром катушки, удобен при считывании магнитных полей рассе ни L23 Недостатком преобразовател   вл етс  мала  чувствительность к локальным дефектам , обусловленна  тем, что при увеличении диаметра катушки (при увеличении зоны контрол ) и радиуса окружности перемешени  сердечника коэффи1шент заполнени  катушки сердечником получаетс  очень малым. Увеличение диаметра катушки относительно диаметра сердечника приводит к ухудшению соотношени  между полезньм сигналом и сигналом от дефекта . Цель изобретени  - повышение чувст вительности преобразовател . Эта цель достигаетс  тем, что магнитоиндуюгаонный преобразователь дл  дефектоскопии , содержащий катушку индуктивности радиусом К и сердечник из магнитом гкого материала, расположенный эксцентрично катушке и установленный с возможностью вращени  вокруг ее оси. снабжен второй катушкой индуктивности радиусом Rj. установленной концентрично первой и включенной с ней встречно, а радиус г врашейи  сердечника выбран из услови  R г Причем, число витков катушек выбра i / ) но из услови -JL .1 , , где П И 7 R «2 I - число витков первой и второй кату nj щек соответственно. На фиг. 1 показан преобразователь, общий вшц на фиг. 2 - расположение пре образовател  и издели  с дефектом во врем  дефектоскопировани . Магнитоиндукционный преобразователь содержит стержень 1 из немагнитного материала, укрепленный на валу 2, который соедин етс  с двигателем не по;казан ). На конце стержн  расположен сердечник 3 из магнитом гкого материа Сердечник расположен между двум  катушками 4 и 5 (соответственно внутренней 4 и наружной 5) таким образом, что R г R , где г радиус вращени  сердечника, R и R радиусы внутренней, и наружной катушек. Преобра зователь при контроле располагают над изделием 6 с дефектом 7 поверхности. Преобразователь работает следующим образом. С помошью двигател  стержень .1с серденником 3 приводитс  во врашение. Преобразователь помещаетс  на поверхность испытуемого издели  6 таким обр зом, что сердечник 3 ориентируетс  пер пендикул рно к поверхности, а плоскость витков катущек 4 и 5 - параллельно ей. Внешнее намагничивающее поле Н0 созда в изделии поток индукции, и, если в нем имеетс  дефект 7, то часть магнитных силовых линий выходит на поверхность образует поле дефекта. При этом оно имеет две компонентьк нормальную к поверхности образца Н, и тангенциальную . Последн  , поскольку она направлена перпендикул рно к оси сердечника и не рказьтает на него вли ни  ввиду большого размагничивающего фактора в этом направлении. При пересечении сердечником дефекта нормальна  компонента его пол  Ндр намагничивает сердечник вдоль его оси пропорционально Ндр. При этом се лечник образует собственное поле, как показано на фиг. (54) MAGNETOINDUKIAL CONVERTER FOR DEFECTOSCOPY The invention relates to non-destructive methods of testing products and can be used in the engineering and metallurgical industries. The magnetic induction transducer is known. It contains a fixed-loop Kjr inductance, fed by alternating current, and a rotating core with soft ferromagnetic material l F The transducer has a small suitability for removing local inhomogeneous fields of defects due to the small area of control. . The closest in technical terms to the invention is a magnetic induction transducer for flaw detection, containing a radius of induction and a core of magnetic material, which is eccentric to the coil and mounted rotatably around its axis in such a way that the core and coil axes are parallel. The converter has an expanded control zone defined by the coil diameter, which is convenient for reading the scattered magnetic fields. The coil core is very small. An increase in the diameter of the coil relative to the diameter of the core leads to a deterioration of the ratio between the useful signal and the signal from the defect. The purpose of the invention is to increase the sensitivity of the transducer. This goal is achieved by the fact that a magnetic field converter for flaw detection, containing an inductor with a radius of K and a core of magnetically soft material, is located eccentrically to the coil and is mounted rotatably around its axis. equipped with a second inductor with a radius of Rj. installed concentrically with the first one and turned on with it, the radius r of the vorshey core is selected from the condition R g Moreover, the number of turns of the coils is chosen i /) but from the condition -JL .1, where ПИ 7 R «2 I is the number of turns of the first and second katu nj cheeks, respectively. FIG. 1 shows the transducer, the common head of FIG. 2 shows the location of the transducer and the product with a defect during inspection. The magnetic induction transducer contains a rod 1 of non-magnetic material, mounted on the shaft 2, which is connected with the engine (not shown; shown). At the end of the rod there is a core 3 of a magnet of a soft material. The core is located between two coils 4 and 5 (internal 4 and external 5, respectively) in such a way that R g R, where r is the radius of rotation of the core, R and R are the radii of the inner and outer coils. In the control, the converter is placed over product 6 with a surface defect 7. The Converter operates as follows. With the help of the engine, the core .1c of the core 3 is put into position. The transducer is placed on the surface of the test article 6 in such a way that the core 3 is oriented perpendicularly to the surface, and the plane of the turns of the rollers 4 and 5 is parallel to it. An external magnetizing field H0 creates an induction flow in the product, and if there is a defect 7 in it, then part of the magnetic field lines comes to the surface and forms the field of the defect. At the same time, it has two components normal to the sample surface H, and tangential. Lastly, since it is directed perpendicularly to the axis of the core and does not affect it due to the large demagnetizing factor in this direction. When a core intersects a defect, the normal component of its field Ndr magnetizes the core along its axis in proportion to Ndr. In this case, the doctor forms his own field, as shown in FIG. 2. При перемещении сер дечника в зоне дефекта Ндп измен етс , соответственно измен етс  индукци  сердечника, его иоле рассе ни , а значкг и поток внутри катушек, что привоит к по влению ЭДС на выходе преофэ,овател . Предположим, что на преобраователь , кроме пол  дефекта, действует еременное поле помех, причем оно расределено однородно по площади катушек огда суммарное поле, действующее на реобразователь, Hj. 1 гДе Н р оле помех. Пусть в некоторый момент ремени Н совпадает по направлению Н А j. Тогда поток, пронизывающий нутреннюю катушку 4, равен де фр - поток рассе ни  сердечника; Ф - магнитный поток, обусловленный помехами. Поток, пронизывающий наружную каушку 5, равен где Ф р - поток рассе ни  сердетаика; фр, - магнитный потхж помех; фс - магнитный поток самого сердечника , обусловленный полем дефекта. Поскольку катушки включены встречно, то разность между потоками равна н- вн - - «п Фр-Фп оскольку Фр фр , И тогда ,4фр + ф. Таким образом, поле помех полностью исключаетс  при встречном включении катушек, и в то же врем  сигнал от дефекта увеличиваетс  благодар  потоку Фр. Сигналы, сн тые с внутренней катушки при вращении сердечника над областью с дефектом, едва нрбьышают сигналы от помех. Сигналы от наружной катушки в два раза превышают сигналы помехи, причем сигналы от дефектов дл  внутренней и наружной катушек смещены по фазе на 18О. В результате при встречном включении катушек сигналы от дефектов складываютс , а от помех вычитаютс . Использование преобразовател  данного типа позвол ет повьюитъ помехоустойчивость и чувствительность магнитошадук-цнонных преобразователей. По сравнению с прототипом чувствительность возрастает в 1,5 раза, а помехоустойчивость, по крайней мере, в 2-3 {эаза. Формула изобретени  1. Магнитрицдукционный преобразовао тель дл  дефектоскопии, содержащий ка-, тушку индуктивности радиусом R и cef2. When moving the core in the area of the defect, the NdP changes, the induction of the core changes, its coherence and its value and the flow inside the coils, which leads to the appearance of EMF at the output of the preof, ovatel. Suppose that the converter, in addition to the floor of the defect, has a variable interference field, and it is distributed uniformly over the area of the coils. When the total field acting on the transducer, Hj. 1 gDe N p ole interference. Let at some moment of the belt H coincide in the direction of H A j. Then the flux penetrating the internal coil 4 is equal to de fr — the scattered flux of the core; F - magnetic flux due to interference. The flow penetrating the outer cabbage 5 is equal to where Φ p is the flow of the scattering of the cardiac; fr, - magnetic interference; FS is the magnetic flux of the core itself, due to the field of the defect. Since the coils are turned on counter, the difference between the streams is equal to n-vn - - “n Fr-Fp because Fr fr, And then, 4fr + f. Thus, the interference field is completely eliminated when the coils are switched on counter, and at the same time the signal from the defect increases due to the flow Fr. Signals removed from the inner coil when the core rotates over the area with a defect, hardly disturb the signals from interference. The signals from the outer coil are twice as large as the interference signals, and the signals from defects for the inner and outer coils are out of phase by 18O. As a result, when the coils are switched on counter, the signals from the defects are added up and subtracted from the interference. The use of a converter of this type allows the interference immunity and sensitivity of magnetic shadded converters to be increased. Compared with the prototype, the sensitivity increases by 1.5 times, and noise immunity, at least in 2-3 {EAZ. Claim 1. Magnetic deflection transducer for flaw detection, containing a carrot-inductance of radius R and cef
SU813322421A 1981-07-20 1981-07-20 Magnetic induction-type converter for flaw detection SU989455A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813322421A SU989455A1 (en) 1981-07-20 1981-07-20 Magnetic induction-type converter for flaw detection

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813322421A SU989455A1 (en) 1981-07-20 1981-07-20 Magnetic induction-type converter for flaw detection

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU989455A1 true SU989455A1 (en) 1983-01-15

Family

ID=20970956

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813322421A SU989455A1 (en) 1981-07-20 1981-07-20 Magnetic induction-type converter for flaw detection

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU989455A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU190824U1 (en) * 2019-03-29 2019-07-15 Акционерное общество "Научно-производственное объединение измерительной техники" Magnetic Induction Tachometer Transducer

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU190824U1 (en) * 2019-03-29 2019-07-15 Акционерное общество "Научно-производственное объединение измерительной техники" Magnetic Induction Tachometer Transducer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3617874A (en) Magnetic leakage field flaw detector utilizing two ring core sensors
GB1291935A (en) Testing pipes for flaws and/or eccentricity and/or wall thickness
US3759097A (en) Electromagnetic water current meter
US4477776A (en) Apparatus and process for flux leakage testing using transverse and vectored magnetization
FR2663123B1 (en) EDDY CURRENT PROBE COMPRISING BRACELETS OF COILS IN BALLOONS TO DETECT INTERNAL DEFECTS IN FERROMAGNETIC TUBES.
KR920016988A (en) Metal body discrimination device
SU989455A1 (en) Magnetic induction-type converter for flaw detection
RU2102738C1 (en) Flaw detector-tool for intrapipe examination of pipe-lines
CN110224555A (en) A kind of magnetic electrical device of low magnetic resistance
USRE28989E (en) Electromagnetic water current meter
JPH0933489A (en) Moving exciting coil type eddy current flaw detector employing squid flux meter
JPS59226858A (en) Flaw detector
Garcia et al. Biaxial magnetometer sensor
SU432378A1 (en) ELECTROMAGNETIC DEFECTOSCOPE
SU994973A1 (en) Ferroprobe converter
GB1070859A (en) Apparatus for the measurement of changes in diameter of wire or tubular metal and a method for the determination of the corrosion of such metal
SU395763A1 (en) Ferrozonde sensor to the defectoscope
SU1280513A1 (en) Electromagnetic-acoustical transducer
SU1024817A1 (en) Magneto-induction pickup
JPH04331392A (en) Detection method for magnetic anisotropy of steel plate
JPS5935806Y2 (en) Eddy current flaw detection equipment
SU1298628A1 (en) Device for nondestructive checking of articles
SU1658072A1 (en) Superimposed body-current converter for nondestructive testing
SU1499208A2 (en) Magnetizing device for non-destructive check
SU1415049A1 (en) Transducer of shaft rotation parameters