PL195639B1 - Pomiarowy przetwornik do nieniszczących badań metali - Google Patents

Abstract

Pomiarowy przetwornik do nieniszczących badań metali, zawierający cewkę wzbudzającą z rdzeniem ferromagnetycznym zasilaną prądem stałym lub przemiennym oraz czujnik magnetorezystancyjny umieszczone w obudowie, znamienny tym, że czujnik magnetorezystancyjny (6) umieszczony jest w przelotowym otworze (3) usytuowanym w rdzeniu ferromagnetycznym (2), korzystnie w taki sposób, że płaszczyzna czołowa czujnika (6) pokrywa się z płaszczyzną czołową przetwornika

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest pomiarowy przetwornik do nieniszczących badań metali, mający zastosowanie zwłaszcza w defektoskopii magnetycznej i wiroprądowej elementów maszyn i urządzeń.

Znane układy do magnetycznych i indukcyjnych badań metali opierają się na zjawisku wzbudzania pola magnetycznego w badanym obiekcie. W tym celu wykorzystywane są magnesy trwałe albo cewki zasilane prądem stałym lub przemiennym. Układy pomiarowe zawierają cewki powietrzne lub wyposażone w rdzenie ferromagnetyczne. Umieszczony w polu magnetycznym badany obiekt zmienia rozkład tego pola, a zmiana uzależniona jest od jego właściwości fizycznych i wymiarów geometrycznych. Określenia zmian strumienia magnetycznego dokonuje się na podstawie pomiaru zmian impedancji cewki lub układu cewek wzbudzających. Tworzą one wtedy różnicowe lub mostkowe układy pomiarowe. W innych rozwiązaniach do pomiaru zmian strumienia stosuje się cewki sygnałowe umieszczone w obwodzie magnetycznym w ten sposób, że płyną przez nie strumienie magnetyczne z przeciwnych kierunków. Wykorzystywane są również różnicowe połączenia cewek sygnałowych. Znane i stosowane są również układy pomiarowe składające się z cewek wzbudzających stałe lub zmienne pola magnetyczne, w których zmiany rozkładów pola magnetycznego mierzone są czujnikami hollotronowymi lub magnetorezystancyjnymi. Układy te mają różną konstrukcję, gdyż czujniki hollotronowe mierzą składową normalną do swej powierzchni natomiast magnetorezystancyjne styczną. Układy tego typu wymagają dodatkowych zasilań i są bardziej wrażliwe na zakłócenia od układów wykorzystujących cewki.

Pomiarowy przetwornik według wynalazku zawierający cewkę wzbudzającą z rdzeniem ferromagnetycznym zasilaną prądem stałym lub przemiennym oraz czujnik magnetorezystancyjny umieszczone w obudowie, wyróżnia się tym, że czujnik magnetorezystancyjny umieszczony jest w przelotowym otworze rdzenia ferromagnetycznego, korzystnie, w taki sposób, że płaszczyzna czołowa czujnika magnetorezystancyjnego pokrywa się z płaszczyzną czołową przetwornika. Korzystnie przelotowy otwór usytuowany jest w rdzeniu ferromagnetycznym w osi symetrii. Korzystnie cewka wzbudzająca z rdzeniem ferromagnetycznym oddzielona jest od obudowy tuleją izolacyjną. Korzystnie obudowa wykonana jest z materiału o dużej przewodności elektrycznej.

Zaletą przetwornika według wynalazku jest to, że przy zasilaniu jego cewki wzbudzającej prądem stałym można badać obiekty o dużej przenikalności magnetycznej, natomiast przy zasilaniu prądem przemiennym, obiekty o dużej przewodności elektrycznej. Przetwornik pozwala na nieniszczące badanie obiektów metalowych w szerokim zakresie częstotliwości, przy zachowaniu dużej odporności na zakłócenia, która spowodowana jest tym, że rdzeń ferromagnetyczny i obudowa z materiału o dużej przewodności elektrycznej działają jak ekran elektromagnetyczny.

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania jest uwidoczniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój podłużny przetwornika, fig. 2 fragment badanego obiektu, fig. 3 przedstawia schemat układu pomiarowego dla metody indukcyjnej.

P r zykła d I

Przetwornik zawiera cylindryczną cewkę wzbudzającą 1 z rdzeniem ferromagnetycznym 2 wyposażonym w otwór 3 usytuowany w osi symetrii. W otworze 3 rdzenia 2 umieszczony jest czujnik magnetorezystancyjny 6 tak, że płaszczyzna czołowa czujnika 6 pokrywa się z płaszczyzną czołową przetwornika. Cewka 1 oddzielona jest tuleją izolacyjną 4 od obudowy 5, stanowiącej ekran elektromagnetyczny. Połączenia elektryczne 7 cewki wzbudzającej 1 oraz czujnika magnetorezystancyjnego 6 wyprowadzone są przez otwór 3 w rdzeniu 2 i otwór w obudowie 5. Cewka wzbudzająca 1 zasilana jest prądem przemiennym z generatora 12, który połączony jest również z miliwoltomierzem fazoczułym 11. Czujnik magnetorezystancyjny 6 zasilany jest napięciem stałym z zasilacza 10, natomiast jego wyjście napięciowe dołączone jest do miliwoltomierza 11. Zbliżenie badanego obiektu 8 o parametrach μ, g do otwartej przestrzeni przetwornika umieszcza go w strumieniu Φ i powoduje wyindukowanie w nim prądów wirowych I_w, zmieniając rozkład pola magnetycznego w strefie, w której znajduje się czujnik magnetorezystancyjny 6. Powstała zmiana napięcia w czujniku 6 mierzona jest fazoczule miliwoltomierzem 11. Przemieszczenie równoległe przetwornika względem badanego obiekt 8 powoduje zmianę położenia wady 9 i sygnału na wyjściu czujnika magnetorezystancyjnego 6.

P r z y k ł a d II

Przetwornik zbudowany jest jak w przykładzie I, z tym, że cewka wzbudzająca 1 zasilana jest prądem stałym z zasilacza 10, a czujnik magnetorezystancyjny 6 zasilany jest prądem przemiennym z generatora 12. Dołączony do wyjścia napięciowego czujnika magnetorezystancyjnego 6 miliwoltoPL 195 639 B1 mierz fazowy 11 mierzy, podobnie jak w przykładzie i napięcie przemienne. Przemieszczający się przed strefą czołową przetwornika badany obiekt 8 o dużej przenikalności magnetycznej μ, zmienia rozkład pola magnetycznego, który ma wpływ na sygnał wyjściowy z czujnika magnetorezystancyjnego 6 w zależności od położenia wady 9.

Claims (4)

1. Pomiarowy przetwornik do nieniszczących badań metali, zawierający cewkę wzbudzającą z rdzeniem ferromagnetycznym zasilaną prądem stałym lub przemiennym oraz czujnik magnetorezystancyjny umieszczone w obudowie, znamienny tym, że czujnik magnetorezystancyjny (6) umieszczony jest w przelotowym otworze (3) usytuowanym w rdzeniu ferromagnetycznym (2), korzystnie w taki sposób, że płaszczyzna czołowa czujnika (6) pokrywa się z płaszczyzną czołową przetwornika.

2. Pomiarowy przetwornik według zastrz. 1, znamienny tym, że przelotowy otwór (3) usytuowany jest w rdzeniu ferromagnetycznym (2) w osi symetrii.

3. Pomiarowyprzetwornik wedługzastrz. 1, z znmieenytym, że ccwka wzzbddającc (11z rddeniem ferromagnetycznym (2) oddzielona jest od obudowy (5) tuleją izolacyjną (4).

4. Pomiarowy prnetwomik w^c^łł^cg zastrd. 1, znamienny tym, że oo^L^c^c^^^ (5) wykonana jess z materiału o dużej przewodności elektrycznej.