SU1357698A2 - Накладной электромагнитный преобразователь - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к неразрушающему контролю и может найти применение дл  измерени  толщины неэлектропровод щих покрытий на линейнопро- т женных электропровод щих издели х сложного профил . Цель изобретени  - повышение точности измерени  за счет ориентировани  преобразовател  парал лельно поверхности издели . Дл  этого в преобразователь, содержащий возбуждающую катушку 1, первую, вторую измерительные катушки 2, 3 и первую, вторую компенсационные катушки 6, 7, дополнительно введены треть  четверта  измерительные катушки 4, 5 и треть , четверта  компенсационные катушки 8, 9, позвол ющие уста--- новить преобразователь параллельно поверхности цилиндрического издели  11. 1 ил. i (Л с 00 ел 05 СО 00 N)

Description

Изобретение относитс  к неразрушающему контролю и может найти применение дл  измерени  толщины неэлектропровод щих покрытий на линей- нопрот женных электропровод щих издели х сложного профил  в машиностроительной , металлургической и других отрасл х промьшленности и  вл етс  усовершенствованием преобразовател  по авт. св. № 1208470,

Цель изобретени  - повьшение точности измерени  за счет ориентировани  преобразовател  параллельно поверхности издели .

На чертеже представлена схема накладного электромагнитного преобразовател .

Преобразователь дл  измерени  толщины неэлектропровод щих покрытий на линейнопрот женных электропровод щих издели х сложного профил  содержит плоскую возбуждающую катушку

Iпр моугольной формы, первую измерительную катушку 2,вторую измерительную катушку 3, третью измеритель ную катушку 4, четвертую измерительную катушку 5, первую компенсационную катушку 6, вторую компенсационную катушку 7, третью компенсационную катушку 8, четвертую компенсационную катушку 9, неэлектропровод - щее покрытие 10, толщину Z которого необходимо измерить, электропровод щее линейнопрот женное изделие 11 сложного профил , зеркальное изображение 12 рабочей стороны возбуждающей катушки 1, расположенное, на рассто ние Z от поверхности изделий 11

Кроме того, введены следующие обозначени :

b - высота возбуждающей катушки 1

а - высота первой 2 и второй 3 измерительных катушек}

с - рассто ние от рабочей стороны возбуждающей катушки 1 до середины первой измерительной катушки 2;

d - длина первой 2 и второй 3 измерительных катушек;

р - рассто ние от рабочей стороны возбуждающей катушки 1 до середины второй измерительной катушки 3.

Возбуждающа  катушка 1 расположена нормально к поверхности издели 

IIи вдоль него. Перва  2, втора  3 измерительные катушки и перва  6, втора  7 компенсационные катушки - плоские пр моугольной формы и одинаковы по размерам. Треть  4, четвер0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

та  5 измерительные катушки и треть  8, четверта  9 компенсационные катушки - плоские, пр моугольной формы и одинаковы по размерам. Измерительные и компенсационные катушки 2-8 установлены в одной плоскости с возбуждающей катушкой 1, внутри нее, Перва , втора , треть  и четверта  измерительные катушки 2-5 соответственно установлены вблизи рабочей стороны возбуждающей катушки 1, причем перва  измерительна  катушка 2 установлена на рассто нии е, а втора  измерительна  катушка 3 - на рассто нии р от рабочей стороны возбуждающей катушки 1 и треть  и четверта  измерительные катушки установлены симметрично относительно первой и второй. Перва , втора , треть  и четверта  компенсационные катушки 6- 9 соответственно установлены вблизи стороны, противоположной рабочей стороне возбуждающей катушки 1, а треть  и четверта  компенсационные катушки установлены симметрично относительно первой и второй. Перва  измерительна  катушка 2 включена последовательно и встречно с первой, компенсационной катушкой 6, втора  измерительна  катушка 3 включена пос- ледовательно и встречно со второй компенсационной катушкой 7, треть  измерительна  катушка 4 включена последовательно и встречно с третьей компенсационной катушкой 8, четверта  измерительна  катушка 5 включена последовательно и встречно с четвертой компенсационной катушкой 9. Размеры первой 2 и второй 3 измерительных катушек выбраны из услови  линейности распределени  напр женности магнитного пол  в них.. Размеры третьей 4 и четвертой 5 измерительных катушек, расположенных вблизи углов возбуждающей катушки 1 р дом с ее рабочей стороной, в 5-10 раз меньше размеров первой 2 и второй 3 измерительных катушек. Напр жение первой, второй, третьей и четвертой компенсационных катушек 6-9 соответственно устанавливаютс  равным напр жению, первой, второй, третьей, четвертой измерительных катушек 2-5 соответственно :при отсутствии поли вихревых токов.

Преобразователь работает следующим образом.

При настройке преобразовател  в отсутствии объекта измерени  - издели  11, суммарное напр жение, снимаемое с любой измерительной и соответствующей ей компенсационной ка- тушек устанавливаетс  разным нулю. Преобразователь должен быть установлен на объект измерени  таким образом , чтобы его рабоча  поверхность бьша параллельна поверхности издели  11. Установка рабочей поверхности преобразовател  параллельно поверхности издели  11 осуществл етс  следующим образом. Возбуждающа  катушка 1 возбуждает в изделии 11 вихревые токи, которые регистрируютс  третьей 4 и четвертой 5 измерительными катушками , В том случае, когда напр жени  наводимые вихревыми токами в третью 4 и четвертую 5 измерительные катуш- ки равны между собой, считаетс  что преобразователь установлен параллельно поверхности издели  11. Установка преобразовател  по нормали к поверхности издели  11 осуществл етс  по наибольшему напр жению, наводимому вихревыми токами в первой 2 и второй 3 измерительных катушках. Можно считать , что вихревые токи навод тс  в изделии 11 рабочей (ближней к из- делию 11) стороной возбуждающей катушки 1 .

Дл  определени  напр жений, наводимых вихревыми токами в первую 2 и вторую 3 измерительные катушки, мож- но воспользоватьс  методом зеркальны изображений и заменить магнитное поле вихревых токов возбуждающей катушки 1 эквивалентнь м полем- ее зеркального изображени  12 в провод щей по- верхности издели  11. Зеркальное изображение 12 параллельно поверхности издели  11 и расположено на

R рассто нии Z R - , где R

R + Z

радиус кривизны поверхности линейно- прот женного издели  сложной 11. Если Z 0,031R, то Z, Z с погрешностью меньшей 0,1%. Дл  таких толщин покрыти  поверхность издели  11 с погрешностью меньшей 0,1% можно считать плоской, т.е. считать отраженное поле как от выпуклых, так и от вогнутых провод щих поверхностей одинаковым. Если высота измерительно

1

+ Z + Z

11

то можно

катушки а -считать, что напр женность магнитного

5 О 5 0

7698 4

пол  выхревых токов з пределах размера измен етс  не по гиперболическому закону, а по линейному. Тогда напр жение первой 2, второй 3 из.меритель- ных катушек пропордионально напр женности магнитного пол  в дентре из мерительных катушек.

Введем обозначение К

п - число витков измерительной катушки;

магнитна  проницаемость материала издели  Пз ток зеркального мзображени  возбуждающей катушки 1 ; кругова  частота измерительной катушки.

Напр жение, наводимое вихревыми ами в первую измерительную катушК

Z

,(i I , U )

2, равно V,

+ Z + с

Напр 

жение, наводимое вихревыми токами во вторую измерительную катушку 3, равно

т 2

pV 2 К

Z + cVi

+

Откуда Z

7

-

При Z :Г 0.031 R, Z, Z

покрыти  pVg - СУ,

10 определ етс 

2(V.

- V,)

Эта формула дл  определени  толщины неэлектропровод щего покрыти  на электропровод щих линейнопрот жен- ных издели х сложного профил  тем точнее, чем лучше выполн ютс  неравенства b 7 а; Z 0,,031R. Алгоритм прибора, работающего с преобразова- - телем, может быть следующим. Сигна- ., лы с первой 2 и третьей 3 измерительных катуитек проход т на вход блока измерени  толщины в случаеj если рабоча  поверхность преобразовател  расположена параллельно поверхности издели , т.е. сигналы с третьей и четвертой измерительных равны между собой.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Накладной электромагнитный преобразователь по авт. св. № 1208470, отличающийс  тем,-что, с целью повышени  точности измерени  за счет ориентировани  преобразовател  параллельно поверхности издели , он снабжен третьей и четвертой измерительньми и третьей и четвертой компенсационными катушка51357698 .в.

   ми, расположенными в одной плоское- ционных катушек соответственно, а ти с остальными катушками внутри треть  и четверта  измерительные ка- возбуждающей катушки симметрично с тушки включены последовательно двух сторон первой и второй измери- встречно соответственно третьей и тельных и первой и второй компенса- четвертой компенсационным катушкам.