Накладной вихретоковый преобразователь к дефектоскопу

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ НАКЛАДНОЙ ВИХРЕТОКОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ К ДЕФЕКТОСКОПУ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт прикладной физики Национальной академии наук Беларуси(72) Автор Чернышев Алексей Всеволодович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт прикладной физики Национальной академии наук Беларуси(57) Накладной вихретоковый преобразователь к дефектоскопу, содержащий обмотку возбуждения и расположенные у одной из ее торцевых поверхностей две измерительные обмотки, включенные последовательно-встречно, оси всех обмоток параллельны между собой, отличающийся тем, что дополнительно у той же торцевой поверхности установлена третья измерительная обмотка, при этом она расположена таким образом, что центры измерительных обмоток оказываются в точках, соответствующих вершинам равнобедренного треугольника, при этом третья измерительная обмотка расположена у основания этого треугольника и соединена последовательно-встречно с измерительной обмоткой,находящейся в вершине треугольника, противолежащей его основанию, а в качестве измеряемых величин, регистрирующих наличие дефектов, используются обе выходные эдс пар включенных последовательно-встречно измерительных обмоток. Полезная модель относится к неразрушающему контролю методом вихревых токов и может быть использована в составе дефектоскопа для обнаружения дефектов сплошности материала. При вихретоковой дефектоскопии находят применение дифференциальные накладные вихретоковые преобразователи (ВТП). Дифференциальный накладной ВТП содержит, как правило, две измерительные катушки, включенные последовательно-встречно. В результате выходной сигнал дифференциального ВТП зависит от разности параметров двух участков объекта контроля. При равенстве параметров этих участков выходной сигнал дифференциального ВТП равен нулю. В результате в дифференциальном ВТП удается компенсировать неинформативную составляющую выходного сигнала. Известен дифференциальный ВТП, содержащий размещенные во взаимно перпендикулярных плоскостях на магнитных сердечниках две включенные последовательновстречно обмотки возбуждения и две включенные последовательно-встречно измерительные обмотки, плоскости витков которых лежат в параллельных плоскостях, сердечники представляют собой перемычки, образованные выполнением вблизи одного из торцов цилиндра из магнитного материала двух взаимно перпендикулярных сквозных радиальных пазов прямоугольного сечения, а витки обмоток имеют форму секторов и охватывают соответствующий сердечник в зоне паза 1. Недостатком данного преобразователя является невозможность обнаружения дефектов, имеющих вид трещин, когда они имеют малые различия глубин на участке, равном расстоянию между центрами измерительных катушек,и расположены по линии, соединяющей эти центры. Известен накладной ВТП, содержащий обмотку возбуждения, охватывающую четыре измерительные обмотки, пары измерительных обмоток соединены между собой последовательно-встречно, в каждой паре измерительные обмотки соединены последовательносогласно, измерительные обмотки каждой пары размещены симметрично и диаметрально противоположно относительно оси обмотки возбуждения, а пары расположены между собой под углом 90 2. Недостатком такого преобразователя является то, что он не выявляет дефекты, имеющие вид трещин, расположенные в плоскостях, проходящих через ось обмотки возбуждения и повернутых на 45 относительно линий, проходящих через центры пар измерительных обмоток. Наиболее близким аналогом предлагаемой полезной модели является дифференциальный ВТП, содержащий магнитный сердечник цилиндрической формы, на боковой поверхности которого расположена обмотка возбуждения, а у одного из торцевых участков сердечника размещена пара измерительных обмоток, включенных последовательновстречно 3. Оси измерительных обмоток параллельны между собой и параллельны оси обмотки возбуждения, совпадающей с осью сердечника. В результате достигается компенсация влияния первичного электромагнитного поля возбуждения, возникающего при прохождении через обмотку, возбуждения переменного тока от генератора дефектоскопа,к которому подключен ВТП, на величину суммарной выходной электродвижущей силы(эдс) пары измерительных обмоток. Недостатком такого ВТП является то, что он не выявляет дефекты, имеющие вид трещины, которые расположены в плоскостях, параллельных плоскости, в которой лежат оси обмоток возбуждения и измерительных. В этом случае изменения эдс одинаковы в обеих измерительных обмотках и, так как обмотки включены 2 92492013.06.30 последовательно-встречно, результирующая эдс измерительных обмоток не изменяется относительно случая, когда дефект под обмотками отсутствует. Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в обеспечении возможности обнаружения вихретоковым преобразователем дефектов любой пространственной ориентации. Сущность предлагаемой полезной модели заключается в том, что с целью обеспечения выявления дефектов любой пространственной ориентации она содержит обмотку возбуждения и расположенные у одной из ее торцевых поверхностей три измерительные обмотки, оси обмоток параллельны между собой, центры измерительных обмоток размещены в точках, соответствующих вершинам равнобедренного треугольника, одна из обмоток,расположенных у основания треугольника, включена последовательно-встречно с измерительной обмоткой, находящейся в вершине треугольника, противолежащей его основанию, а дополнительно вторая измерительная обмотка из находящихся у основания треугольника соединена последовательно-встречно с той же измерительной обмоткой,расположенной в вершине треугольника, противолежащей его основанию, а в качестве измеряемых величин, регистрирующих наличие дефектов, используются выходные эдс обеих пар включенных последовательно-встречно измерительных обмоток. В результате при перемещении ВТП по поверхности контролируемого объекта по линии, совпадающей с перпендикуляром, опущенным с вершины треугольника на его основание, будут выявляться дефекты, имеющие вид трещин, любой пространственной ориентации. Поставленная задача решена тем, что с измерительных обмоток ВТП получают две выходные эдс,одновременный анализ которых в электронном блоке дефектоскопа, к которому подключен ВТП, позволяет выявлять дефекты, имеющие вид трещин, любой пространственной ориентации. На фиг. 1 представлена конструкция предлагаемой полезной модели, вид сбоку. На фиг. 2 - вид полезной модели снизу. На фиг. 3 - схема соединения обмоток. Согласно фигуре 1, она состоит из обмотки возбуждения 1, и трех измерительных обмоток 2, расположенных у торцевой поверхности обмотки возбуждения, все измерительные обмотки содержат одинаковое количество витков. Центры измерительных обмоток располагаются в вершинах равнобедренного треугольника(фиг. 2), у которого сторонаявляется основанием. Работа устройства осуществляется следующим образом. Через обмотку возбуждения 1(фиг. 1) пропускается переменный электрический ток, получаемый от генератора дефектоскопа, к которому подключается ВТП, в результате чего образуется переменное магнитное поле возбуждения. Это приводит к появлению вихревых токов в поверхностном слое объекта контроля 3 (фиг. 1). Поле возбуждения и вторичное переменное поле вихревых токов наводят переменную эдс в измерительных обмотках 2. При отсутствии дефектов в объекте контроля ввиду последовательно-встречного включения пар измерительных обмоток суммарные величины эдс на обоих выходах преобразователя - на выходе 1 и на выходе 2 (фиг. 3) - будут равны нулю. Если в процессе перемещения преобразователя вдоль линии, перпендикулярной основанию(фиг. 2) и проходящей через вершину , под ним окажется поверхностный дефект в виде трещины произвольной пространственной ориентации, то при этом или на выходе 1, или на выходе 2 (фиг. 3), или на обоих этих выходах возникнет эдс разбаланса. Дефектоскоп, к которому подключается настоящий ВТП,должен иметь два регистрирующих входа, к которым подключаются, соответственно, выход 1 и выход 2 преобразователя. При наличии эдс разбаланса хотя бы на одном из этих входов дефектоскоп должен вырабатывать индикаторный сигнал о наличии дефекта под ВТП. 3 Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4