CS256183B1 - Sposob merania napatosti feromagnetických materiálov a zariadenie na uskutočňovanie tohoto spůsobu - Google Patents
Sposob merania napatosti feromagnetických materiálov a zariadenie na uskutočňovanie tohoto spůsobu Download PDFInfo
- Publication number
- CS256183B1 CS256183B1 CS863547A CS354786A CS256183B1 CS 256183 B1 CS256183 B1 CS 256183B1 CS 863547 A CS863547 A CS 863547A CS 354786 A CS354786 A CS 354786A CS 256183 B1 CS256183 B1 CS 256183B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- measured
- output
- magnitude
- intensity
- measuring
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
Bezkontaktný sposob merania napňtoeti feromagnetických materiálov využívá magnetoelastieký jav, pričom sa stanovuje poměr celkových permeabilft meraného materiálu pFi dvoch různých hodnotách intenzity budiaceho magnetického póla. Riešenie sa týká problematiky bezkontaktného merania napátosti feromagnetického^ materiálu, sily posobiaceji na feromagnetický materiál a momentu sily působiaceho na feromagnetický materiál. Zariadenie a spůsob merania napatosti feromagnetických materiálov sa může použit na meranie tlakových a tahových sil', momentu sily, krútiaeeho momentu, určovanie polohy a krytia ocelověj výstuže v neferomagnetických materiáloch, hfadanie nehomogenít, vnútorných pnutí a trhlin vo feromagnetických materiáloch a sledovanie dynamiky ocelových konštrufceií.
Description
Vynález rieši sp&sob merania napatosti feromagnetických materiálov a zariadenie na uskutočňovanie tohoto sposobu.
Problematika bezkontaktného merania napátosti konštrukčných ocelí nie je zatial' uspokojivo vyriešená. Vačšina známých metód využívá snímače, ktoré musia byť v priamom kontakte s meraným prvkom. V případe feromagnetických materiálov je možné využit změnu ich magnetických vlastností pri mechanickom namáhaní. Na tomto principe sú založené snímače využívajúce magnetoelastický, magnetoanizotropný a inverzný Wiedemannov jav. Všetky uvedené druhy snímačov majú vlastný magnetický obvod, zhotovený zo špeciálnej zliatiny a sú kontaktné, t. j. musia byť mechanickou súčasťou meraného prvku. Samotný meraný materiál bol využitý ako feromagnetické jádro snímača zatial' iba v jedinom případe pri konštrukcii dynamometra, určeného na meranie tahových sil v ocelových drůtoch a lanách. Vlastný snímač, tvořený budiacou a snímacou cievkou, je voíne nasunutý na meraný prvok, s ktorým vůbec nie je v kontakte. Dynamometer meria absolútnu změnu vratnej permeability meraného drůtu alebo lana, ktorá je úměrná působiacej sile. Nevýhodou tohto sposobu, okrem nutnosti používat velký budiaci příkon, je potřeba pre každý meraný prvok vopred, buď v laboratórnych podmienkach alebo v procese napínania, ak je s dostatočnou presnosťou známa působiaca sila, odmerať odpovedajúcu kalibračnú křivku, ktorá spolu so známou teplotou materiálu slúži pre vyhodnotenie všetkých dalších meraní napatosti tohoto prvku.
Uvedené nedostatky odstraňuje vynález, ktorého podstata je v tom, že meranie sa uskutočňuje bezkontaktně pomocou magnetického póla, ktoré sa vytvoří v okolí meraného prvku budiacim prúdom s intenzitou li a zmeria sa odpovedajúca hodnota výstupného' napátia Ui, potom sa změní intenzita magnetického pol'a změnou intenzity budiaceho prúdu na hodnotu o intenzitě h a odmeria sa odpovedajúca hodnota výstupného napatia U2, nakoniec sa stanoví poměr výstupných napatí a pomocou jeho hodnoty a magnetoelastickej charakteristiky rovnakého druhu materiálu sa určí velkost napátosti meraného materiálu. Magnetoelastic•ká charakteristika sa stanoví v laboratórnych podmienkach určením závislosti posa odpovedajúca hodnota výstupného napameraného prvku, velkosti sily působiacej na působiacej sily alebo momentu sily, pričom pri každej zvolenej hodnotě napatosti sa v tla U2 a zostrojí sa závislost poměru výstupných napatí Ui a U2 od velkosti napatosti pole budiacim prúdom s intenzitou li a zmeokolí meraného prvku vytvoří magnetické ria sa odpovedajúca hodnota výstupného netického poía změnou intenzity budiaceho prúdu na hodnotu o intenzitě I2 a odmeria napatia U2, potom sa změní intenzita magmeraný prvok a velkosti momentu sily půním napatosti skúšaného prvku zvyšováním ného druhu materiálu postupným zvyšova-nieai· psoigdnu po ipideu· po4udnts.ÁA njeui sobiaceho na meraný prvok.
Zariadenie na realizáciu popisovaného sposobu obsahuje snímač, tvořený budiacim solenoidem a snímacou cievkou s paralelné připojeným odporom, kde budiaci solenoid je napojený na zdroj prúdu a snímacia cievka na vstup integrátora, ktorého výstup je připojený na vstupy dvoch vzorkovacích zosilňovačov, pričom ich výstupy sú spojené so vstupmi diferenčného zosilňovača, ktorého' výstup je přepojený so vstupom ďalšieho vzorkovacieho zosilňovača, výstup ktorého je napojený na voltmeter.
Uvedený spůsob merania napatosti feromagnetických materiálov a zariadenie na jeho uskutočňovanie má výhody v tom, že pri použití malej a konštantnej rýchlosti premagnetovania meraného materiálu sa vylúčia straty na jeho zohrievanie vířivými prúdmi. Použitie impulzného zdroja a trojuholníkového· priebehu budiaceho prúdu podstatné zníži rozptýlený výkon a oproti doteraz používanej metóde zmenší na třetinu potřebný budiaci příkon. Stanovenie poměru odpovedajúcich výstupných napatí pri dvoch různých hodnotách budiaceho prúdu umožňuje určit velkost napatosti meraného prvku podl'a priemernej magnetoelastickej charakteristiky daného materiálu bez nutnosti vopred premerať konkrétnu vzorku meraného prvku, pričom je možné určit hodnotu napatosti príložným snímačom aj v případe, že sa jedná napr. o predpaté zabetonované lano. Teplotná kompenzácia snímača vylučuje posuv nulového bodu magnetoelastickej charakteristiky pri zmene teploty meraného prvku. Tým istým zariadením a snímačmi je možné bezkontaktně merať tlakové a tahové sily, moment sily, určovat polohu a krytle výstuže, híadať nehomogenity, vnútorné pnutia a trhliny vo feromagnetických materiálech a sledovat dynamiku namáhania feromagnetických prvkov.
Spůsob a zariadenie podía vynálezu možno využit najma pri stanovovaní napatosti feromagnetických konštrukčných materiálov a pri skúškach najma v stavebníctve a strojárstve.
Na obrázku je znázorněná schéma zariadenia na meranie napatosti feromagnetických materiálov.
Zariadenie na meranie napatosti feromagnetických materiálov obsahuje snímač 1 tvořený budiacim solenoidom 2 a snímacou cievkou 3 s paralelné připojeným odporom 4, kde budiaci solenoid 2 je napojený na zdroj prúdu 5 a snímacia cievka 3 na vstup integrátora 6, ktorého· výstup je připojený na vstupy vzorkovacích zosilňovačov 7 a 8, pričom ich výstupy sú spojené so vstupmi diferenčného zosílňovača 9, výstup ktorého je připojený na vstup vzorkovacieho zosilňovača 10, jeho výstupné napatie sa meria voltmetrom 11.
Budiaci solenoid 2 nápoje iý na zdroj prúdu 5 vytvoří v okolí meranej vzorky magnetické pole s intenzitou H(t). V snímačej cievke 3 sa indukuje napatie úměrné časovej derivácii magnetického toku Φ(ί) cez plochu snímacej cievky. Na výstupe integrátora 6 dostaneme napatie úměrné okamžitej hodnotě magnetickej indukcie B(t) v meranej vzoake. Vzorkovacie zosilňovače 7 a 8 si zapam&tujú maximálnu a minimálnu hodnotu magnetickej indukcie a diferenčný zosilňovač 9 utvoří ich rozdiel, úměrný celkovej permeabilite meranej vzorky, ktorý sa po každom cykle premagnetovania přepíše do vzorkovacieho zosílňovača 10 a meria voltmetrom 11. Odpor 4 slúži na teplotnú kompenzáciu vzorky a snímača.
β
Příklad:
Meraná vzorka: predpínacie lano Lp 15,5/ /1 620 MPa
S == 141,5 raiu2
Merací snímač: válcový, vnútorný priemer
17 mm
Budiace prúdy: Ji = 1,25 A, Jz = 1,75 A Postup merania:
Meraná vzorka lana so snímačom sa upla v meracom lise s presnosfop čítania sily 1 %. Pósobiaca sila sa postupné zvyšovala až po roztrhnutie vzorky. Pri zvolených hodnotách sily sa odčítali výstupné napatia prístroja Ui a U2 (tab.j a stanovil sa poměr Uz/Ui — 1. Týmto sp&aoboip získaná kalibračná křivka je na přiloženou! obfázku, kde T je napStosť.
100 * < U2/U1-1 >
| σι | Ο) | Μ | 00 | 00 | (Ο | Η* Ο | ο | 1—* Η* | ►—· ΓΌ | ||
| • | • | • | • | • | » | • | • | • | « | ||
| (Ο | σι | >-* | <1 | ω | <ο | σι | »—Λ | J | ω | (Ο | σι |
| (Ο | (Ο | to | (Ο | (Ο | (Ο | to | (Ο | (Ο | CD | (Ο | (Ο |
Τ / ΜΡα /
0.00
100. 00
200. 00
300. 00
400. 00
500.00
500. 00
700. 00
800. 00
900. 00
1000. 00
1100. 00
1200. 00
1300. 00
1400. 00
1500. 00
1600. 00
Magnetoelastická charakteristika lana Lp 15.5/1 620 MPa
| FpkN) | T(MPa) | U2 (V) | Ui (V) | U2/U1-1 |
| 0,00 | 0,00 | 9,9450 | 9,3830 | 0,05990 |
| 25,00 | 176,68 | 9,8100 | 9,2100 | 0,06515 |
| 30,00 | 212,01 | 9,7800 | 9,1730 | 0,06617 |
| 40,00 | 282,69 | 9,7180 | 9,0960 | 0,06838 |
| 50,00 | 353,36 | 9,6540 | 9,0150 | 0,07088 |
| 60,00 | 424,03 | 9,5860 | 8,9310 | 0,07334 |
| 70,00 | 494,70 | 9,5160 | 8,8450 | *0,0758*6 |
| 80,00 | 565,37 | 9,4430 | 8,7580 | 0,07821 |
| 90,00 | 636,04 | 9,3710 | 8,6700 | 0,08085 |
| 100,00 | 706,71 | 9,2930 | 8,5730 | 0,08398 |
| 110,00 | 777,39 | 9,2160 | 8,4830 | 0,08641 |
| 120,00 | 848,06 | 9,1390 | 8,3860 | 0,08979 |
| 130,00 | 918,73 | 9,0590 | 8,2930 | 0,09237 |
| 140,00 | 989,40 | 8,981*0 | 8,2020 | 0,09498 |
| 150,00 | 1 060,07 | 8,8990 | 8,1010 | 0,09851 |
| 160,00 | 1130,74 | 8,8190 | 8,0040 | *0,101*82 |
| 170,00 | 1 201,41 | 8,7370 | 7,9050* | 0,10525 |
| 180,00 | 1 272,08 | 8,6560 | 7,8120 | 0,10804 |
| 190,00 | 1 342,76 | 8,5800 | 7,7200 | 0,11140 |
| 200,00 | 1 413,43 | 8,5040 | 7,6350 | 0,11382 |
| 202,00 | 1 427,56 | 8,4950 | 7,6200 | 0,11483 |
| 204,00 | 1 441,70 | 8,4830 | 7,6070 | 0,11516 |
| 206,00 | 1 455,83 | 8,4710 | 7,5880 | 0,11637 |
| 208,00 | 1 469,96 | 8,4580 | 7,5740 | 0,11672 |
| 210,00 | 1 484,10 | 8,4470 | 7,5630 | 0,11688 |
| 212,00 | 1 498,23 | 8,4330 | 7,5430 | 0,11799 |
| 214,00 | 1 512,37 | 8,4150 | 7,5200 | 0,11902 |
| 216,00 | 1 526,50 | 8,3930 | 7,4920* | 0,12026 |
| 218,00 | 1 540,64 | 8,3650 | 7,4620* | 0,121*01 |
| 220,00 | 1554,77 | 8,3360 | 7,4250* | 0,12269 |
| 222,00 | 1 568,90 | 8,3080 | 7,3960! | 0,12331 |
| 224,00 | 1 583,04 | 8,2830 | 7,3680 | 0,12419 |
| 226,00 | 1 597,17 | 8,2600 | 7,3420 | 0,12503 |
| 228,00 | 1 611,31 | 8.2360 | 7,3170 | 0,12560 |
| 230,00 | 1 625,44 | 8,2150 | 7,2960 | 0,12596 |
| 232,00 | 11 639,58 | 8,1930 | 7,2740 | 0,12634 |
| 234,00 | 1 653,71 | 8,1700 | 7,2480 | 0,12721 |
'''•r-Ttfji --·, ; J«'. , β τ»
Claims (3)
1. Sposob merania napatosti feromagnetických materiálov vyznačujúci sa tým, že meranie sa uskutočňuje bezkontakne pomocou magnetického pol'a, ktoré sa vytvoří v okolí meraného prvku budiacim prúdom s intenzitou li a zmeria sa odpovedaiúci hodnota prvého výstupného nanatia Ui, potom sa změní intenzita magnetického póla změnou intenzity budiaceho prúdu na hodnotu o· intenzitě I2 a zmeria sa odpovedajúca hodnota druhého výstupného napatia Už, pričom z poměru výstupných napatí a z magnetoelastickej charakteristiky rovnakého druhu materiálu sa určí velkost napatosti meranéhO' prvku, velkost sily posobiacej na meraný prvok a velkost momentu sily působiaceho na meraný prvok.
2. Sposob podfa bodu 1 vyznačujúci sa tým, že magnetoelastická charakteristika sa stanoví určením závislosti poměru výstupných napátí od napatosti meraného druhu materiálu postupným zvyšováním napatosti
VYNALEZU meraného druhu materiálu postupným zvyšováním napatosti skúšaného* prvku zvyšováním posobiacej sily a momentu sily, pričom pri každej zvolenej hodnotě napatosti sa v okolí meraného prvku vytvoří budiacim prúdom s intenzitou li magnetické pole a zmeria sa odpovedajúci hodnota prvého výstupného napatia Ui, potom sa změní intenzita magnetického póla změnou intenzity budiaceho prúdu na hodnotu o intenzitě I2 a odmeria sa odpovedajúca hodnota druhého výstupného napátia Uz.a určí sa závislost poměru výstupných napatí Ui a U2 od velkosti napatosti meraného prvku, velkosti sily posobiacej na meraný prvok a velkosti momentu sily posobiaceho na meraný prvok.
3. Zariadenie na uskutočňovanie spůsobu podfa bodu 1 a 2 vyznačujúce sa tým, že snímač (1) je tvořený budiacim solenoidom (2) a snímacou cievkou (3) s paralelné pri256183 pojeným odporom (4), kde budiaci solenoid (2) je napojený na zdroj prúdu (5) a snímací a cievka (3) na vstup integrátora (6), ktorého výstup je připojený na vstupy vzorkovacích zosilňovačov (7, 8), pričom ich výstupy sú spojené so* vstupmi diferenčného zosilňovača (9), výstup ktorého je připojený na vstup vzo-rkovacleho zosilňovača (10), výstup ktorého je napojený na voltmeter (11).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS863547A CS256183B1 (sk) | 1986-05-15 | 1986-05-15 | Sposob merania napatosti feromagnetických materiálov a zariadenie na uskutočňovanie tohoto spůsobu |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS863547A CS256183B1 (sk) | 1986-05-15 | 1986-05-15 | Sposob merania napatosti feromagnetických materiálov a zariadenie na uskutočňovanie tohoto spůsobu |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS354786A1 CS354786A1 (en) | 1987-08-13 |
| CS256183B1 true CS256183B1 (sk) | 1988-04-15 |
Family
ID=5375875
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS863547A CS256183B1 (sk) | 1986-05-15 | 1986-05-15 | Sposob merania napatosti feromagnetických materiálov a zariadenie na uskutočňovanie tohoto spůsobu |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS256183B1 (sk) |
-
1986
- 1986-05-15 CS CS863547A patent/CS256183B1/sk unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS354786A1 (en) | 1987-08-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kvasnica et al. | Highly precise non-contact instrumentation for magnetic measurement of mechanical stress in low-carbon steel wires | |
| Stegemann et al. | Residual stress characterization of steel TIG welds by neutron diffraction and by residual magnetic stray field mappings | |
| EP0007963A1 (en) | Method and device for measuring or detecting a mechanical change of state or its time derivative | |
| JP2766929B2 (ja) | 非破壊検査装置 | |
| CS256183B1 (sk) | Sposob merania napatosti feromagnetických materiálov a zariadenie na uskutočňovanie tohoto spůsobu | |
| JP6352321B2 (ja) | 複合共振法による非接触応力測定方法及びその測定装置 | |
| Ohta et al. | A method for determining the stress intensity threshold level for fatigue crack propagation | |
| Chady | Evaluation of stress loaded steel samples using GMR magnetic field sensor | |
| RU108626U1 (ru) | Устройство для локального измерения ферромагнитной фазы материалов | |
| Juś et al. | Assessment of the magnetostrictive properties of the selected construction steel | |
| Schoenekess et al. | Special constructed and optimised eddy-current sensors for measuring force and strain in steel reinforced concrete | |
| Jackiewicz et al. | New methodology of testing the stress dependence of magnetic hysteresis loop of the L17HMF heat resistant steel casting | |
| SU1727004A1 (ru) | Способ определени зон остаточных напр жений в издели х из ферромагнитного материала | |
| Sandomirsky | Analysis of the error in measuring the magnetic permeability of a ferromagnetic material in an open magnetic circuit | |
| RU2787335C1 (ru) | Способ определения температуры огневого воздействия по изменению твердости и коэрцитивной силы стальных металлоконструкций | |
| SU949355A1 (ru) | Способ определени напр жений в стальных конструкци х | |
| JPS6153561A (ja) | 低透磁率材パイプの評価装置 | |
| Dubois | Measurement of the thermoelastic coefficient of metals by strain gauges | |
| Westwood et al. | Non-Contacting Bi-Axial Strain Measurement Method on Steel Pipeline | |
| JPS59147253A (ja) | 鋼板のオンライン硬度測定方法 | |
| SU1303927A1 (ru) | Способ магнитопорошкового контрол | |
| Krešák et al. | Testing methods of steel wire ropes at the anchor | |
| Tsafack et al. | Effect of bending stress on the magnetic properties of electrical steel using needle probe method | |
| SU1370538A1 (ru) | Способ измерени параметров трещин в ферромагнитных объекта при усталостных испытани х | |
| Javor | Development and design of new methods of measurement of state of strain of structures: The application of electromagnetic strain gages, using the Wiedemann effect, is discussed in this paper; other equipment and methods are also covered |