UA145409U

UA145409U - DEVICE FOR DETERMINATION OF MECHANICAL STRESSES IN FERROMAGNETIC STRUCTURES

Info

Publication number: UA145409U
Application number: UAU202003899U
Authority: UA
Inventors: Ольга Вікторівна Поркуян; Дмитро Миколайович Марченко; Михайло Федорович Смирний
Original assignee: Східноукраїнський Національний Університет Імені Володимира Даля
Priority date: 2020-06-30
Filing date: 2020-06-30
Publication date: 2020-12-10

Abstract

Пристрій для визначення механічних напружень у феромагнітних конструкціях містить магнітну головку, обмотку запису, джерело живлення постійного струму, згладжуючий фільтр, реле часу з контактною групою та двома регулювальними ланцюгами, блок вимірювання та сигналізації, з'єднаний з парою контактів контактної групи реле часу. Магнітна головка запису виконана у вигляді панцирного магнітопроводу циліндричної форми. Полюсний наконечник магнітопроводу забезпечено сигнальною обмоткою та виконано з наскрізним отвором, де розташовано дві обмотки збудження, сполучені з входом блока вимірювання та сигналізації. Додатково введено магнітну головку запису, розташовану симетрично з протилежного боку феромагнітної конструкції, полюсний наконечник магнітопроводу якої забезпечено обмоткою запису, сигнальною обмоткою та виконано з наскрізним отвором, де розташовано дві обмотки збудження.The device for determining mechanical stresses in ferromagnetic structures includes a magnetic head, a recording winding, a DC power supply, a smoothing filter, a time relay with a contact group and two control circuits, a measuring and signaling unit connected to a pair of contacts of the time relay contact group. The magnetic recording head is made in the form of a cylindrical armored magnetic circuit. The pole piece of the magnetic circuit is provided with a signal winding and is made with a through hole, where there are two excitation windings connected to the input of the measuring and signaling unit. Additionally, a magnetic recording head is introduced, located symmetrically on the opposite side of the ferromagnetic structure, the pole tip of the magnetic circuit is provided with a recording winding, a signal winding and made with a through hole where two excitation windings are located.

Description

Корисна модель належить до вимірювальної техніки і може бути використана для контролю напруженого стану в сталевих конструкціях.The useful model belongs to the measuring technique and can be used to control the stress state in steel structures.

Відомо пристрій для визначення механічних напружень у феромагнітних конструкціях, що містить магнітну головку, обмотку збудження, джерело живлення постійного струму, потокочутливий перетворювач магнітного поля, згладжуючий фільтр, реле часу з контактною групою та двома регулювальними ланцюгами, блок вимірювання і сигналізації, з'єднаний з парою контактів контактної групи реле часу, при цьому магнітна головка запису виконана у вигляді панцирного магнітопроводу циліндричної форми, а як потокочутливий перетворювач магнітного поля застосовано двощілинну потокочутливу головку відтворення, сполучену зі входом блока вимірювання та сигналізації (11.A device for determining mechanical stresses in ferromagnetic structures is known, containing a magnetic head, an excitation winding, a direct current power source, a flux-sensitive magnetic field converter, a smoothing filter, a time relay with a contact group and two control circuits, a measuring and signaling unit connected to a pair of contacts of the contact group of the time relay, while the magnetic recording head is made in the form of an armored magnetic conductor of a cylindrical shape, and a two-slot flow-sensitive playback head connected to the input of the measuring and signaling unit is used as a flux-sensitive magnetic field converter (Fig. 11.

Недолік відомого пристрою полягає в тому, що через певне шунтування корисного магнітного потоку намагніченої ділянки феромагнітної конструкції панцирним магнітопроводом циліндричної форми пристрій не забезпечує достатню чутливість та точність роботи.The disadvantage of the known device is that due to certain shunting of the useful magnetic flux of the magnetized section of the ferromagnetic structure by the armored magnetic conductor of a cylindrical shape, the device does not provide sufficient sensitivity and accuracy of operation.

Відомо також пристрій для визначення механічних напружень у феромагнітних конструкціях, що містить магнітну головку, обмотку збудження, джерело живлення постійного струму, потокочутливий перетворювач магнітного поля, згладжуючий фільтр, реле часу з контактною групою та двома регулювальними ланцюгами, блок вимірювання та сигналізації, з'єднаний з парою контактів контактної групи реле часу, магнітна головка запису виконана у вигляді панцирного магнітопроводу циліндричної форми, а як потокочутливий перетворювач магнітного поля застосовано двощілинну потокочутливу головку відтворення, сполучену зі входом блока вимірювання та сигналізації полюсний наконечник магнітопроводу забезпечено сигнальною обмоткою та виконано з наскрізним отвором, де розташовано дві обмотки збудження, сполучені з додатковим входом блока вимірювання та сигналізації, розташовано джерело змінного згасаючого струму, підключене до обмотки збудження та до реле часу з додатковою контактною групою та третім регулювальним ланцюгом |21|.Also known is a device for determining mechanical stresses in ferromagnetic structures, containing a magnetic head, an excitation winding, a direct current power source, a flux-sensitive magnetic field converter, a smoothing filter, a time relay with a contact group and two control circuits, a measuring and signaling unit, connected with a pair of contacts of the contact group of the time relay, the magnetic recording head is made in the form of an armored magnetic conductor of a cylindrical shape, and as a flux-sensitive converter of the magnetic field, a double-slit flux-sensitive reproduction head is used, connected to the input of the measuring and signaling unit, the pole tip of the magnetic conductor is equipped with a signal winding and is made with a through hole, where two excitation windings are located, connected to the additional input of the measuring and signaling unit, there is a source of alternating fading current connected to the excitation winding and to the time relay with an additional contact group and a third regulating link yoke |21|.

Недолік цього пристрою полягає в тому, що через доведення ділянки феромагнітної конструкції до насичення по основній, а не по ідеальній кривій намагнічування, пристрій має недостатньо високу точність визначення механічних напружень.The disadvantage of this device is that due to bringing the section of the ferromagnetic structure to saturation along the main rather than the ideal magnetization curve, the device has insufficiently high accuracy of determining mechanical stresses.

Відомо пристрій для визначення механічних напружень у феромагнітних конструкціях, щоA device for determining mechanical stresses in ferromagnetic structures is known, which

Зо містить магнітну головку, обмотку збудження, джерело живлення постійного струму, потокочутливий перетворювач магнітного поля, згладжуючий фільтр, реле часу з контактною групою та двома регулювальними ланцюгами, блок вимірювання та сигналізації, з'єднаний з парою контактів контактної групи реле часу, магнітна головка запису виконана у вигляді панцирного магнітопроводу циліндричної форми, а як потокочутливий перетворювач магнітного поля застосовано двощілинну потокочутливу головку відтворення, сполучену зі входом блока вимірювання та сигналізації полюсний наконечник магнітопроводу забезпечено сигнальною обмоткою та виконано з наскрізним отвором, де розташовано дві додаткові обмотки збудження, сполучені з додатковим входом блока вимірювання та сигналізації ІЗ) Цей пристрій є найближчим аналогом.Zo contains a magnetic head, an excitation winding, a direct current power source, a flux-sensitive magnetic field converter, a smoothing filter, a time relay with a contact group and two control circuits, a measuring and signaling unit connected to a pair of contacts of a time relay contact group, a magnetic recording head made in the form of an armored magnetic conductor of a cylindrical shape, and as a flux-sensitive converter of the magnetic field, a two-slot flux-sensitive reproduction head is used, connected to the input of the measuring and signaling unit, the pole tip of the magnetic conductor is equipped with a signal winding and made with a through hole, where two additional excitation windings are located, connected to an additional input of the unit of measurement and signaling of the IR) This device is the closest analog.

Недоліком цього пристрою є те, що через недостатню глибину промагнічування ділянки феромагнітної конструкції однією магнітною головкою запису та вимірювання неповного корисного магнітного потоку розсіяння зовнішнього магнітного поля відбитка не забезпечується висока чутливість та точність роботи пристрою.The disadvantage of this device is that due to the insufficient depth of magnetization of the section of the ferromagnetic structure by one magnetic recording head and the measurement of the incomplete useful magnetic flux scattering of the external magnetic field of the imprint, high sensitivity and accuracy of the device's operation are not ensured.

В основу корисної моделі поставлена задача, що полягає у вдосконаленні пристрою для визначення механічних напружень у феромагнітних конструкціях шляхом того, що пристрій забезпечено додатковою магнітною головкою запису, розташованою симетрично з іншого боку феромагнітної конструкції, полюсний наконечник магнітопроводу якої забезпечено обмоткою запису, сигнальною обмоткою та виконано з наскрізним отвором, де розташовано дві обмотки збудження, що дозволить підвищити чутливість пристрою та точність визначення механічних напружень.The useful model is based on the task of improving the device for determining mechanical stresses in ferromagnetic structures by providing the device with an additional magnetic recording head located symmetrically on the other side of the ferromagnetic structure, the pole tip of the magnetic wire of which is equipped with a recording winding, a signal winding and is made with a through hole where two excitation windings are located, which will increase the sensitivity of the device and the accuracy of determining mechanical stresses.

Поставлена задача вирішується тим, що пристрій для визначення механічних напружень у феромагнітних конструкціях, що містить магнітну головку, обмотку запису, джерело живлення постійного струму, згладжуючий фільтр, реле часу з контактною групою та двома регулювальними ланцюгами, блок вимірювання та сигналізації, з'єднаний з парою контактів контактної групи реле часу, магнітна головка запису виконана у вигляді панцирного магнітопроводу циліндричної форми, полюсний наконечник магнітопроводу забезпечено сигнальною обмоткою та виконано з наскрізним отвором, де розташовано дві обмотки збудження, сполучені з входом блока вимірювання та сигналізації, згідно з корисною моделлю, додатково введено магнітну головку запису, розташовану симетрично з протилежного боку бо феромагнітної конструкції, полюсний наконечник магнітопроводу якої забезпечено обмоткою запису, сигнальною обмоткою та виконано з наскрізним отвором, де розташовано дві обмотки збудження.The task is solved by the fact that a device for determining mechanical stresses in ferromagnetic structures, containing a magnetic head, a recording winding, a direct current power source, a smoothing filter, a time relay with a contact group and two control circuits, a measuring and signaling unit connected to by a pair of contacts of the contact group of the time relay, the magnetic recording head is made in the form of an armored magnetic conductor of a cylindrical shape, the pole tip of the magnetic conductor is equipped with a signal winding and is made with a through hole where two excitation windings are located, connected to the input of the measuring and signaling unit, according to the useful model, additionally a magnetic recording head is introduced, located symmetrically on the opposite side of the ferromagnetic structure, the pole tip of the magnetic wire of which is equipped with a recording winding, a signal winding and is made with a through hole where two excitation windings are located.

Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де зображено пристрій для визначення механічних напружень у феромагнітних конструкціях, що містить магнітні головки запису 1, 2 у вигляді панцирних магнітопроводів циліндричної форми з обмотками запису 3, 4 та сигнальними обмотками 5, 6, розташовані по обидва боки феромагнітної конструкції 7, згладжуючий фільтр 8, сполучений виходом з обмотками запису 3, 4, кожний з полюсних наконечників незамкненого магнітопроводу магнітних головок запису 1, 2 виконано з наскрізними отворами, де розміщено по дві обмотки збудження 9, 10, реле часу 11 з контактною групою і двома регулювальними ланцюгами (не показані), джерело живлення постійного струму 12, блок 13 вимірювання та сигналізації, з'єднаний з реле часу 11 та сполучений з сигнальними обмотками 5, 6 та обмотками збудження 9, 10.The essence of the useful model is explained by the drawing, which shows a device for determining mechanical stresses in ferromagnetic structures, containing magnetic recording heads 1, 2 in the form of armored magnetic conductors of a cylindrical shape with recording windings 3, 4 and signal windings 5, 6, located on both sides of the ferromagnetic structure 7, a smoothing filter 8, connected by the output to the recording windings 3, 4, each of the pole tips of the open magnetic circuit of the magnetic recording heads 1, 2 is made with through holes, where two excitation windings 9, 10 are placed, a time relay 11 with a contact group and two control circuits (not shown), a direct current power source 12, a measuring and signaling unit 13, connected to a time relay 11 and connected to signal windings 5, 6 and excitation windings 9, 10.

Пристрій для визначення механічних напружень у феромагнітних конструкціях працює таким чином.The device for determining mechanical stresses in ferromagnetic structures works as follows.

Магнітні головки запису 1, 2 встановлюють в місці визначення механічних напружень.Magnetic recording heads 1, 2 are installed in the place of determination of mechanical stresses.

Запускається реле часу 11, яке своєю контактною групою підключає обмотки запису 3, 4 через згладжуючий фільтр 8 до джерела 12 живлення постійного струму. Під впливом імпульсного магнітного поля, яке генерується магнітними головками запису 1, 2 з мін мальним випинанням корисного магнітного потоку, ділянка феромагнітної конструкції 7 в місці вимірювання переходить до стану магнітного насичення, а після закінчення магнітної дії на неї - до стану залишкової намагніченості. На цей час реле часу 11 відключає вхід згладжуючого фільтра 8 від джерела живлення постійного струму 12 і через невеликий інтервал часу підключає блок 13 вимірювання та сигналізації. У момент дії механічного напруження змінюється напружений стан матеріалу в місці вимірювання, що призводить до зміни точки на граничній петлі гістерезису, що відповідає зменшенню напруженості магнітного поля на величину, пропорційну діючим механічним напруженням. Обмотки збудження 9, 10 відіграють роль модуляторів інформаційного магнітного потоку, який замикається магнітопроводами магнітних головок запису 1, 2. Сигнали з сигнальних обмоток 5, б подаються у блок 13 вимірювання та сигналізації який за різницею напруженостей магнітного поля до і після дії механічногоThe time relay 11 is started, which with its contact group connects the recording windings 3, 4 through the smoothing filter 8 to the source 12 of the DC power supply. Under the influence of the pulsed magnetic field, which is generated by the magnetic recording heads 1, 2 with a minimum protrusion of the useful magnetic flux, the section of the ferromagnetic structure 7 at the measurement location goes to the state of magnetic saturation, and after the end of the magnetic action on it - to the state of residual magnetization. At this time, the time relay 11 disconnects the input of the smoothing filter 8 from the DC power source 12 and after a short time interval connects the measurement and signaling unit 13. At the moment of mechanical stress, the stress state of the material at the point of measurement changes, which leads to a change in the point on the limit hysteresis loop, which corresponds to a decrease in the magnetic field strength by an amount proportional to the applied mechanical stress. The excitation windings 9, 10 play the role of modulators of the information magnetic flow, which is closed by the magnetic leads of the magnetic recording heads 1, 2. The signals from the signal windings 5, b are fed into the measuring and signaling unit 13, which, based on the difference in magnetic field strengths before and after the action of the mechanical

Зо напруження визначає його величину.The tension determines its value.

Пропонована корисна модель забезпечує підвищення чутливості та точності визначення механічних напружень у сталевих конструкціях.The proposed useful model provides increased sensitivity and accuracy of determination of mechanical stresses in steel structures.

Джерела інформації: 1. Патент України Мо 61657, МПК С010 7/00, опубл. 25.07.2011, бюл. Мо 14. 2. Патент України Мо 84613, МПК С011. 1/00, опубл. 25.10.2013, бюл. Мо 20. 3. Патент України Мо 68106, МПК С011. 1/00, опубл. 12.03.2012, бюл. Мо 5.Sources of information: 1. Patent of Ukraine Mo 61657, IPC C010 7/00, publ. 25.07.2011, Bull. Mo 14. 2. Patent of Ukraine Mo 84613, IPC C011. 1/00, publ. 25.10.2013, Bull. Mo 20. 3. Patent of Ukraine Mo 68106, IPC C011. 1/00, publ. 12.03.2012, Bull. Mo 5.

Claims

USEFUL MODEL FORMULA

40 A device for determining mechanical stresses in ferromagnetic structures, containing a magnetic head, a recording winding, a direct current power source, a smoothing filter, a time relay with a contact group and two control circuits, a measuring and signaling unit connected to a pair of contacts of the relay contact group of time, the magnetic recording head is made in the form of an armored magnetic conductor of a cylindrical shape, a pole tip

45 of the magnetic line is equipped with a signal winding and is made with a through hole where two excitation windings are located, connected to the input of the measuring and signaling unit, which is distinguished by the fact that an additional magnetic recording head is used, located symmetrically on the opposite side of the ferromagnetic structure, the pole tip of the magnetic line is equipped with a recording winding , signal winding and made of

BO through a hole where two excitation windings are located.