SU1415043A1 - Устройство дл неразрушающего контрол - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к неразрушающему контролю и может быть использовано дл  определени  толщины диэлектрического покрыти  на ферромагнитных издели х в форме пластин и лент, например на ленте электротехнической стали. Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей устройства, что достигаетс  за счет обеспечени  возможности измерени  толщины немагнитного покрыти  на ферромагнитном основании. В процессе работы данного устройства между полюсами U-образных магнитопро- водов 1, 3 в зазоре 5 помещают контролируемое изделие 6 из ферромагнитного материала. Включаетс  источник 12тока, создающий через компенсационную обмотку 4 магнитный поток, синфазный с магнитным потоком, создаваемым источником 11 тока и намагничивающей обмоткой 2. Схема устройства автоматически поддерживает задан- ную величину потока в магнитопроводе 1. За счет использовани  компенсационного принципа работы устройство позвол ет обеспечить возможность по лучени  выходного параметра, пропорционального толщине контролируемого покрыти , т.е. показани  индикатора 13контролируемого параметра пропор- j циональны толщине диэлектрического :покрыти  независимо от неравномерности толщины ферромагнитного основани , а также изменени  его магнитных свойств, что способствует повышению точности измерений и расшир ет функциональные возможности устройстства. 1 ил. СД Ьо

Description

1

Изобретение относитс  к методам 1|еразрушающего контрол  и может быть 1 спользовано дл  определени  толщины Диэлектрического покрыти  на ферромагнитных издели х, вьтолненных в аиде пластин и лент, например, электроизол ционного покрыти  на ленте Электротехнической стали,

; Целью изобретени   вл етс  расши- функциональных возможностей 5 стройства за счет измерени  толщины Немагнитного покрыти  на ферромагнитном основании.

На чертеже представлена структур- |га  схема предлагаемого устройства.

I Устройство дл  неразрушающего- Контрол  содержит U-образный магни- ропровод с намагничивающей обмот- ой 2, второй и образньщ магнитопро- фод 3 с компенсационной обмоткой 4, Остановленные торцами навстречу друг .ругу с зазором 5, предназначенным щ  размещени  в нем контролируемого издели  6, измерительную обмотку , размещенную на первом U-образном йагнитопроводе 1, расположенный меж- стержн ми и-образных магнитопро- бодов и 3 в зоне рабочего зазора 15 датчик 8 потока, соединенный с ним индикатор 9 магнитного потока, токо- fcbeMHbtfi резистор 10, первый и второй Источники 11 и 12 тока, к выходам jcoTopbK подключены соответственно на Магничивагоща  и компенсацисйнна  об- Нотки 2 и 4, индикатор 13 контролируемого параметра, вычитающий блок 14, подключенньй к его входу, второй индикатор 15 магнитного потока, второй и третий вычитающие блоки 16 и 1 блок 18 задани  потока, блок 19 задани  магнитодвижущей силы, -масштабирующий блок 20 и два вьшр мител  21 и 22, при этом измерительна  обмотка 7 через первый выпр митель 21 подключена к первому входу второго вчитающего блока 16, второй вход которого соединен с выходом блока 18, а выход второ.го вычитающего блока 16 соединен с управл ющим входом первого источника 1 тока, второй выпр митель 22 входом соединен с намагничивающей обмоткой 2 и токосъемьшм резистором 10, а выходом - с первыми входами первого и третьего вычитающих блоков 4 и 17, выход последнего соединен с вторым ивдикатором 15 потока, а выход блока 19 задани  магнитодвижущей силы подключен к второ

0

5

0

5

30

35

40

45

50

55

му входу третьего вычитающего блока 17 и через масштабирующий блок 20 - к второму входу первого вычитающего блока 14.

Устройство дл  неразрушающего : контрол  работает следук цим образом.

В калибровочном цикле, который осуществл етс  с целью подготовки устройства к работе, магнитопроводы 1 и 3 замыкают друг с другом (без пластины с электроизол ционным покрытием ), в результате чего образуетс  замкнута  магнитна  цепь. При этом протекание переменного синусоидального тока с амплитудой I по намагничивающей обмотке 2 от источника 11 тока, при отключенном источнике 12, вызьгеает перемагничивание идентичных магнитопроводов 1 и 3 с амплитудой магнитного потока равной Ф, что обуславливает по вление в измерительной обмотке 7 переменной ЭДС, котора  преобразуетс  выпр мителем 21 в посто нный уровень напр жени  11 К Ф, где К, - коэффициент пропорциональности, завис щий от параметров обмотки 7 и выпр мител  21. Уровень и поступает на второй вход второго вычитающего блока 16, на первом входе которого с помощью блока 1§ задани  потока устанавливает уровень напр жени  и К Фр , где Ф - заданное дл  работы устройства оптимальное значение магнитного потока. При этом разностный сигнал с выхода вьтитающего блока 16 воздействует через управл ющий вход На источник 11 тока таким образом, что в замкнутой магнитной цепи устанавливаетс  значение потока с амплитудой Ф Ф , что соответствует нулевому уровню на выходе вычитающего блока 16.

Дл  рассматриваемой магнитной цепи и установившемс  режиме ( ) справедливо соотношение

F Ф 2R (1) 1 о м

где F - значение магнитодвижущей

силы (МДС), создаваемой источником 11 в обмотке 2j магнитное сопротивление маг- нитопровода I (или идентичного ему магнитопровода 3) при амплитуде магнитного потока равной Ф. Переменное напр жение с токосъемного резистора 10, пропорциональное

R - м

- 314

величине НДС F , преобразуетс  вьтр - мителем 22 в посто нный уровень напр жени , поступающий на первый вход третьего вычитающего блока 17 и равный Uj К F ,.где К - коэффициент пропорциональности, завис щий от числа витков обмотки 2, сопротивлени  токосъемного резистора 10 и коэффициента передачи выпр мител  22. На выходе блока 19 задани  МДС и соответственно на втором входе третьего вычитающего блока 17 устанавливают уровень посто нного напр жени , равный уровню и 3, что соответствует нулевому уровню на выходе вычитающего блока 17 и соответственно нулевому показанию индикатора 15. Уровень Ц- преобразуетс  масштабирующим блоком 20 в уровень

Ь

г

или в соответствии с соотношением (1)

U4 . (2) который поступает на второй вход первого вычитающего блока 1А.

Таким образом, в процессе подготовки устройства к работе на втором входе первого вычитающего блока 14 формируетс  посто нный уровень напр жени , пропорциональньй величине магнитного сопротивлени  R магнитоГЛ

провода 1 при амплитуде потока в маг- нитопроводе Ф Ф.

В процессе из1 ерений между полюсами магнитопроводов 1 и 3 в зазор 5 помещаетс  контролируемое изделие 6 из ферромагнитного материала с диэлектрическим покрытием и включаетс  источник 12 переменного тока, созда- юошй через компенсационную обмотку 4 .-переменный магнитный поток, синфазньй с магнитным потоком, создаваемым источником 11 (благодар  подключению источников 11 и 12 к одному источнику напр жени ). Изменением амплитуды тока источника 12 достигаетс  равенство нулю магнитного потока в ферромагнитном изделии 6, что соответствует эквипотенциальности точек а и Ъ и соответственно отсутствию сигнала на выходе датчика 8 потока и нулевому показанию индикатора 9 нул . При этом схема автоматического поддержани  заданной величины потока в магни- топроводе 1, обеспечивает амплитуду потока Ф Фо в первом магнитопрово5043

де 1, а значит и равенство магнитного сопротивлени  магнитопровода 1 величине R j. .

В св зи с эквипотенциальностью Tof- чек а и Ъ дл  замкнутой магнитной цепи, образованной магнитопроводом 1, ферромагнитным изделием 6 и участками диэлектрического покрыти  под полюса10 ми магнитопровода 1, справедливо соотношение

F 2R),

(3)

где R - магнитное сопротивление участка диэлектрического

покрыти  под одним полюсом магнитопровода I , F - значение магнитодвижущей

силы в обмотке 2, обеспечи20 вающее поток Ф в магнито- проводе 1 при отсутствии потока в изделии 6, На выходе вьшр мител  22 формируетс  уровень посто нного напр жени  25 и J о вычитающего блока 14, на втором входе которого в процессе подготовки устройства к работе установ лен уровень напр жени 

It - г

30

и, К,2

В результате на выходе первого вычитающего блока 14 и соответственно на входе индикатора 13 толщины покрыти  формируетс  уровень посто нного напр - 35 жени 

и и, -и, )

или с учетом соотнощений (l) и (З)

Ug 2Ro W С учетом того, что магнитное сопротивление R определ етс  известным

J.

- s

(5)

1 - толщина покрыти ,

S - площадь сеченн  полюса маг™

нитопровода 1| fU - магнитна  посто нна .

показани  индикатора 13 пропорциональны толщине диэлектрического покрыти  с точно известным коэффициентом , пропорциональности.

В данном устройстве обеспечиваетс  независимость результатов от вариаций толщины контролируемого издели  и его магнитных свойств путем исклю51415043

ени  их из числа факторов, определ о с во щи ма вт вт ми

ющих выходной параметр, что позвол ет осуществить компенсационный принцип работы устройства.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   ; Устройство дл  неразрзтпающего I контрол , содержащее и-образный маг- нитопровод с намагничивающей обмот- ;кой и второй и-образный магнитопро- |вод с компенсационной обмоткой, ус- |тановленные торцами навстречу друг Iдругу с зазорбм, предназначенным дл  размещени  в нем контролируемого издели , измерительную обмотку, размещенную на первом Ш-образном |магнитопроводе, расположенный между ;стержн ми tl-образных магнитопроводов в зоне рабочего зазора датчик пото- |ка, соединенный с ним индикатор маг- |нитного потока, токосъёмный резис- ;тор, первый и второй источники тока, выходам которых подключены соот- етственно намагшгчивающа  и компенсационна  обмотки, индикатор контролируемого параметра, вычитающий блок и подключенный к его выходу ин- )икатор контролируемого параметра.

   отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей за счет измерени  толщины немагнитного, покрыти  на ферромагнитном основании, оно снабжено вторым индикатором магнитного потока, вторым и третьими вычитающими блоками , блоками задани  потока,блоком задаQ ни  магнитодвижущей силы,масштабирующим блоком и выпр мител ми ,изме- рйтещ нд;1, обмотка через первый выпр митель подключена к первому входу второго вычитающего блока, втог рой вход которого соединен с выходом задани  потока, а выход второго вычитающего блока соединен с управл ющим входом первого источника тока, выпр митель входом соединен с намаг0 ничивающей обмоткой и токосъемным резистором, а выходом - с первыми входами первого и третьего вычитающих блоков, выход соединен с вторым индикатором потока, а выход бло5 ка задани  магнитодвижущей силы подключен к второму входу третьего вычитающего блока и через масштабирующий блок - к второму входу первого вычитающего блока.