SU1420514A2 - Проходной вихретоковый преобразователь с вращающимс полем - Google Patents

Description

(61) 1027592

(21)4193671/25-28

(22)11.02.87

(46) 30.08.88. Бюл. № 32

(71)Научно-исследовательский институт интроскопии Томского политехнического института им. С. М. Кирова

(72)П. А. Овс нников

(53)620.179.14(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1027592, кл. G 01 N 27/90, 1983.

(54)ПРОХОДНОЙ ВИХРЕТОКОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ С ВРАЩАЮЩИМСЯ ПОЛЕМ

(57)Изобретение относитс  к неразрушаю- щему контролю качества материалов изделий . Целью изобретени   вл етс  повышение достоверности контрол . Дл  достижени  цели преобразователь содержит кольцевой каркас L размещенные на не.м обмотку возбуждени , выполненную из четырех повернутых на 90° одна относительно другой секцнй 2, 3 и 4, 5 обмоток возбуждени , из.мерительную обмотку помещенную на обойме 6, и состо щую из секций 7-10, выполненных в виде выт нутых пр моугольных петель, раз.мещенных коаксиально каркасу , и две измерительные об.мотки 11, 12 проходного типа, четыре секции 14, 15 и 16, 17 ко.мпенсирующей об.мотки, по конструкции аналогичные секци .м 7-10 из.меритель- ной обмотки размещенные си.м.метрично относительно соответствующих секций измерительной обмотки. Пары секций 14, 15 и 16, 17 ко.мпенсирующей обмотки включены между собой согласно, а противолежащие секции 7, 8 и 9, 10 измерительной и ко.мпен- сируюи-1ей об.моток включены между собой последовательно-встречно. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

i

W

17

15

3

Фиг.1

1

; Изобретение относитс  к области нераз- рушающего контрол , в частности к проходным вихретоковых преобразовател м дл  обнаружени  дефектов в прот женных издели х .

Цель изобретени  - повышение досто- ;Верности контрол  путем повышени  стабильности напр жени  разбаланса и умень- ;шени  вли ни  радиальных смещений из- :делий.

: На фиг. 1 представлена конструктивна  I схема проходного вихретокового преобра- i зовател  с вращающимс  полем (отдельные элементы разнесены вдоль оси преобразовател  дл  нагл дности); на фиг. 2 - схема соединени  обмоток преобразовател . Проходной вихретоковый преобразователь содержит кольцевой ферромагнитный каркас 1, размеренные на нем пары секций 2, 3 и 4, 5 обмоток возбуждени , сдвинутых одна относительно другой на 90° и включенных между собой последовательно-встречно , обойму 6, на которой в пазах уложены секции 7-10 первой измерительной обмотки в виде выт нутых пр моугольных петель, пары которой включены согласно между собой , а кажда  пара - последовательно встречно другой, две измерительные обмотки 11 и 12, проходного типа, включенные между собой последовательно-встречно, сменную обойму 13, которую охватывает каркас 1, а обойма 13, в свою очередь, охватывает обойму 6, четыре согласно включенные секции 14, 15 и 16, 17 компенсирующей обмотки в виде выт нутых пр моугольных петель, длинные стороны которых коаксиальны системе возбуждени , а все секции компенсирующей обмотки размещены симметрично относительно соответствующих секций 7 и И) первой измерительной обмотки и имеют наружный диаметр, равный внутреннему диаметру секций 2, 3 и 4, 5 обмоток 9 возбуждени .

Противолежащие нары секций 7, 8 и 9, 10 первой измерительной и секций 14, 15 и 16, 17 компенсирующей обмоток включены между собой последовательно-встречно, длина каждой секции 14 -17 компенсирующей обмотки выбрана из соотнощени 

1

, 7

где Oi размер длинной стороны секции 1 компенсирующей обмотки;

г - диаметр компенсирующей обмотки, а длина намотки каждой секции обмотки возбуждени  выбрана из соотнощени 

1 Qi

где , - длина намотки г чдой секции обмотки возбуждении;

Д- внутренний диаметр кольцевого

каркаса.

По оси преобразовател  проходит контролируемое изделие 18.

Преобразователь работает следующим

образом.

Пары секций 2, 3 и 4, 5 обмотки возбуждени , сдвинутые на 90° одна относительно другой (фиг. 1} запитываютс  напр жением

Q одинаковой частоты и амплитуды со сдвигом по фазе на 90° от генератора (не показан ), в результате чего в пространстве, ограниченном каркасом 1, образуетс  вращающеес  магнитное поле с вектором магнитной индукции, перпендикул рным оси пре5 образовател . Результирующий магнитный поток, получаемый в зоне контрол  при наличии издели  18 может рассматриватьс  как сумма возбуждающего потока, образованного токами секций обмотки воздужде .- ни , и потока вихревых токов, наведенных в изделии возбуждающим потоком. Вихревые токи в изделии измен ютс  не только от возбуждающего потока, но также и от электрофизических свойств контролируе.мого издели .

5 Изменение магнитного потока преобразовател , вызванное изменением электрофизических свойств издели , при неизменном возбуждающем потоке равносильно изменению ЭДС секций измерительных обмоток, по

« величине которой определ ет параметры контролируемого издели .

Диаметрально противоположные секции 7, 8 и 9, 10 первой измерительной и секций 14, 15 и 16, 17 компенсирующей обмоток, помещенных во вращающеес  магнитное по- ле, включаютс  попарно-согласно между собой , а противолежащие пары секций 7, 8, 14, 15 и 9, 10, 16, 17 измерительной и ко.мпенса- ционпой обмоток включаютс  попарно- встречно (фиг. 2), при этом наводима  в паQ pax об.моток секций 7, 8 и 14, 15 ЭДС определ етс  проекцией вектора магнитной индукции на горизонтальную ось (ось X), а в парах 9, 10 и 16, 17 - на вертикальную ось (ось Y). ЭДС четырех пар секций 7, 8, 9, 10, 14, 15 и 16, 17 первой измерительной

5 и компенсационной обмоток и ЭДС двух измерительных обмоток 11 и 12 проходного типа, включенных между собой последовательно-встречно , равны при отсутствии в зоне преобразовател  дефекта издели  18. Значени  этих ЭДС не равны, если в пре образователе находитс  дефектный участок издели . Разница между напр жени ми этих измерительных обмоток, иодаваема  в блок обработки сигнала (не показан) и определ ема  размерами дефекта, выдел етс 

5 электронной схемой. При по влении в зоне контрол  дефектного участка, прот женность которого больше малой стороны выт нутых пр моугольных петель секций 7-10 и 14-17 первой измерительной и компенсирующей обмоток, максимальное изменение ЭДС наблюдаетс  у первой измерительной обмотки, секции 7-10 которой включены попарно-согласно. При этом изменение ЭДС у компенсирующей обмотки минимально вследствие того, что ее секции 14-15 удалены от издели  на большее рассто ние, чем перва  измерительна  обмотка. Разница между напр жени ми измерительной и компенсирующей обмоток максимальна, так как они включены между собой встречно, и пропорциональна размерам дефекта. При этом разница между напр жени ми второй и третьей измерительных обмоток И, 12 проходного типа минимальна, так как дефектный участок значительной величины находитс  одновременно под обеими обмотками , включенными между собой встречно. В данном случае и.меет место сравнение двух одинаковых участков издели .

При по влении в преобразователе короткого дефекта, прот женность которого меньше длины малой стороны выт нутых пр моугольных петель первой измерительной и компенсирующей обмоток, максимальное изменение ЭДС наблюдаетс  у измерительных обмоток 11 и 12, так при движении контролируемого объекта дефектный участок сначала окажетс  под.одной измерительной обмоткой 12, а затем под другой измерительной обмоткой 11, а разница между напр жени ми пар секций первой измерительной и компенсирующей обмоток тем меньше , чем .меньше прот женность дефекта в направлениии оси преобразовател .

Стабильность выходного напр жени  каждой пары секций 7-10 первой измерительной обмотки, несущего информацию только об объекте контрол , достигаетс  за счет того, что попарно-согласно включенные секции 7-10 первой из.мерительной обмотки включены встречно с соответствующими попарно-согласно включенными секци ми 14- 17 ко.мпенсирующей обмотки, удаленной от объекта контрол  на большее рассто ние. Начальные ЭДС этих обмоток равны и определ ютс  одним и тем же возбуждающим потоком, и при из.менении вектора магнитной индукции возбуждающего пол  напр жение

разбаланса остаетс  неизменным. В данном случае ко.мпенсаци  напр жени  хо,лостого хода происходит включением этих обмоток. Это повышает стабильность напр жени  раз- баланса в процессе контрол  и уменьшает вли ние радиальных смещений издели  на результаты контрол .

Claims (3)

1. Проходной вихретоковый преобразователь с вращающимс  полем по авт. св. 1027592, отличающийс  тем, что, с целью повышени  достоверности контрол  за счет повышени  стабильности напр жени  разбаланса и уменьшени  вли ни  радиальных смешений издели , он снабжен четырьм  согласно включенными секци ми компен- сируюшей обмотки в виде выт нутых пр моугольных петель, длинные стороны которых коаксиальны обмотке возбуждени , все секции компенсирующей обмотки размещены симметрично относительно соответствующих секций первой измерительной обмотки и имеют наружный диаметр, равный внутреннему диаметру обмотки возбуждени , а длина намотки каждой секции обмотки возбуждени  выбрана из соотношени 

I,

fa

где Е, - длина намотки каждой секции обмотки возбуждени ; внутренний диаметр кольцевого каркаса .

2.Преобразователь по п. 1, отличающийс  тем, что противолежащие пары секций

первой измерительной и компенсирующей обмоток включены между собой последовательно-встречно .

3.Преобразователь по пп. 1 и 2, отличающийс  тем, что длина каждой секции компенсирующей обмотки выбрана из соотношени 

1 1г- 2 где Ej- размер длинной стороны секции компенсирующей обмотки; D диаметр компенсирующей обмотки.

К 5flOKan обработки сигналоб

к блоку обработка сигнала

Фиг. 2