UA141562U

UA141562U - MAGNETIC ELASTIC SENSOR FOR DETERMINATION OF MECHANICAL STRESSES IN FERROMAGNETIC MATERIALS

Info

Publication number: UA141562U
Application number: UAU201911498U
Authority: UA
Inventors: Григорій Семенович Тимчик; Олександр Олександрович Подолян; Юрій Олександрович Бабич
Original assignee: Григорій Семенович Тимчик; Олександр Олександрович Подолян; Юрій Олександрович Бабич
Priority date: 2019-11-28
Filing date: 2019-11-28
Publication date: 2020-04-10

Abstract

Магнітопружний датчик для визначення механічних напружень в феромагнітних матеріалах, що містить корпус, встановлений в ньому сердечник П-подібної форми з розташованими на ньому збуджуючою обмоткою і обмотками, що контролюють рівень збудження. Магнітопружний датчик забезпечений ферозондом, при цьому ферозонд встановлений симетрично між полюсами основного сердечника так, що площина його перпендикулярна площині сердечника.Magnetoelastic sensor for determining mechanical stresses in ferromagnetic materials, containing a housing, installed in it a U-shaped core with excitation winding and windings that control the level of excitation. The magnetoelastic sensor is equipped with a ferroprobe, while the ferroprobe is installed symmetrically between the poles of the main core so that its plane is perpendicular to the plane of the core.

Description

Корисна модель належить до приладобудування, неруйнівного контролю матеріалів, технічної діагностики та може бути використана як накладні датчики для визначення механічних напружень в феромагнітних матеріалах для оцінки якості пристроїв і вузлів, що працюють під навантаженням.The useful model belongs to instrument engineering, non-destructive testing of materials, technical diagnostics and can be used as overhead sensors to determine mechanical stresses in ferromagnetic materials to evaluate the quality of devices and assemblies operating under load.

Відомий магнітопружний датчик для визначення механічних напружень |Патент ВО 2073856,Known magnetoelastic sensor for determining mechanical stresses | Patent VO 2073856,

СОМ 27/80), який містить корпус, встановлені в ньому сердечник з розміщеними на ньому збуджувальною і вимірювальною обмотками, при цьому він забезпечений двома додатковими сердечниками і розміщеними на них відповідно двома вимірювальними обмотками, а основний сердечник виконаний Н-подібної форми, разом з тим додаткові сердечники встановлені між полюсами основного симетрично його центральній частині.СОМ 27/80), which contains a housing, a core with exciting and measuring windings placed on it is installed in it, while it is equipped with two additional cores and two measuring windings placed on them, respectively, and the main core is H-shaped, together with therefore, additional cores are installed between the poles of the main one symmetrically to its central part.

Недоліками відомого датчика є порівняно великі розміри, що не дозволяє вести вимірювання механічних напружень в локальних точках, складність виділення стрибківThe disadvantages of the known sensor are its relatively large size, which does not allow measuring mechanical stresses at local points, the difficulty of extracting jumps

Баркгаузена, так як в обмотці смугових сердечників можливе наведення електродинамічних сил (ЕРС) з частотою збудження, а також слабка завадозахищеність від сторонніх ЕРС.Barkhausen, since the induction of electrodynamic forces (EMF) with the frequency of excitation is possible in the winding of strip cores, as well as weak immunity against extraneous EMFs.

Відомий магнітопружний датчик для визначення механічних напружень в феромагнітних матеріалах (Патент на винахід ВО 2492459, (301М27/80), який є найближчим аналогом розробленої корисної моделі, що містить корпус, встановлений в ньому основний сердечник П- подібної форми з розташованими на ньому збуджуючою обмоткою і обмотками, що контролюють рівень збудження, разом з тим магнітопружний датчик забезпечений додатковим сердечником П-подібної форми, на якому розміщена вимірювальна обмотка, при цьому додатковий сердечник встановлений симетрично між полюсами основного сердечника так, що площина його перпендикулярна площині основного сердечника, а корпус виконаний з провідного немагнітного матеріалу. Недоліками даної конструкції є слабка завадозахищеність від сторонніх ЕРС і низька чутливості вимірювань.A well-known magnetoelastic sensor for determining mechanical stresses in ferromagnetic materials (Invention Patent VO 2492459, (301М27/80), which is the closest analogue of the developed useful model, which contains a housing, a U-shaped main core installed in it with an exciting winding located on it and windings that control the level of excitation, at the same time, the magnetoelastic sensor is equipped with an additional U-shaped core on which the measuring winding is placed, while the additional core is installed symmetrically between the poles of the main core so that its plane is perpendicular to the plane of the main core, and the body is made made of conductive non-magnetic material. The disadvantages of this design are weak interference protection from extraneous EMFs and low measurement sensitivity.

Задачею корисної моделі є забезпечення підвищення завадостійкості і чутливості вимірювань.The task of a useful model is to ensure the improvement of immunity and sensitivity of measurements.

Задача, яка ставлена в основу корисної моделі, вирішується за рахунок того, що магнітопружний датчик для визначення механічних напружень в феромагнітних матеріалах, що містить корпус, встановлений в ньому сердечник П-подібної форми з розташованими на ньомуThe problem, which is the basis of a useful model, is solved due to the fact that a magnetoelastic sensor for determining mechanical stresses in ferromagnetic materials, which contains a housing, has a U-shaped core installed in it with located on it

Зо збуджуючою обмоткою і обмотками, що контролюють рівень збудження, разом 3 тим магнітопружний датчик забезпечений ферозондом, при цьому ферозонд встановлений симетрично між полюсами основного сердечника так, що площина його перпендикулярна площині сердечника.With the exciting winding and the windings that control the level of excitation, the magnetoelastic sensor is equipped with a ferroprobe, while the ferroprobe is installed symmetrically between the poles of the main core so that its plane is perpendicular to the plane of the core.

Суть корисної моделі полягає в наступному.The essence of a useful model is as follows.

На кресленні показаний загальний вид магнітопружного датчика для визначення механічних напружень в феромагнітних матеріалах, де показаний: магнітопружний датчик для визначення механічних напружень в феромагнітних матеріалах, що складається з П-подібного магнітопроводу 1, ферозонду 2 для виміру магнітних шумів контрольованої ділянки, при цьому ферозонд 2 встановлений між полюсами магнітопроводу 1.The drawing shows the general view of a magnetoelastic sensor for determining mechanical stresses in ferromagnetic materials, where it is shown: a magnetoelastic sensor for determining mechanical stresses in ferromagnetic materials, consisting of a U-shaped magnetic conductor 1, a ferroprobe 2 for measuring the magnetic noise of the controlled area, while ferroprobe 2 installed between the poles of magnetic circuit 1.

В центрі магнітопроводу 1 намотана намагнічувальна обмотка 3, ближче до полюсів цього ж магнітопроводу намотані дві послідовно з'єднані обмотки 5 для контролю рівня збудження.A magnetizing winding 3 is wound in the center of the magnetic conductor 1, and two series-connected windings 5 are wound closer to the poles of the same magnetic conductor to control the excitation level.

Магнітопружний датчик працює наступним чином. Датчик накладають на контрольовану поверхню, що знаходиться під механічним тиском. Пропускають змінний струм частотою по намагнічувальній обмотці, намагнічують контрольовану поверхню змінним електромагнітним полем. По сигналу на виході обмоток контролю рівня збудження забезпечується необхідне значення величини електромагнітного поля намагнічування, яке потім підтримується постійним в процесі вимірювань. За середньоквадратичного значення магнітного шуму, що визначаються за вимірюваннями на виході ферозонду, судять про величину механічної напруги. Для визначення абсолютної величини механічної напруги використовують тарувальні графіки, отримані на еталонних зразках при відомих в них механічних напругах.The magnetoelastic sensor works as follows. The sensor is placed on the controlled surface, which is under mechanical pressure. Pass an alternating current with a frequency through the magnetizing winding, magnetize the controlled surface with an alternating electromagnetic field. According to the signal at the output of the excitation level control windings, the necessary value of the magnitude of the electromagnetic field of magnetization is provided, which is then kept constant during the measurement process. The magnitude of the mechanical stress is judged by the rms value of the magnetic noise, which is determined by measurements at the output of the ferroprobe. To determine the absolute value of mechanical stress, tare charts obtained on reference samples with known mechanical stresses are used.

Таким чином, використання запропонованої корисної моделі дозволяє розширити технічні можливості, спростити конструкцію та підвищення завадостійкості і чутливості вимірювань.Thus, the use of the proposed useful model allows you to expand technical capabilities, simplify the design, and increase the immunity and sensitivity of measurements.

Claims

USEFUL MODEL FORMULA

A magnetoelastic sensor for determining mechanical stresses in ferromagnetic materials, containing a housing, a U-shaped core installed in it with an exciting winding and windings that control the level of excitation located on it, which is characterized by the fact that the magnetoelastic sensor is equipped with a ferroprobe, while the ferroprobe is installed