Вихорострумовий перетворювач

Вихорострумовий перетворювач накладного типу, що включає котушку, який відрізняється тим, що котушка містить феромагнітне осердя у вигляді двох П-подібних частин, які розташовані назустріч одна одній і одним боком з'єднані одна з одною, другий бік кожної частини осердя виконано як полюсний наконечник. (19) (21) u200911650 (22) 16.11.2009 (24) 11.05.2010 (46) 11.05.2010, Бюл.№ 9, 2010 р. (72) ШВЕЦЬ ЄВГЕН ЯКОВИЧ, ЮДАЧОВ АНДРІЙ ВАЛЕРІЙОВИЧ (73) ЗАПОРІЗЬКА ДЕРЖАВНА ІНЖЕНЕРНА АКАДЕМІЯ 3 Якщо ВСП трансформаторний його котушки розташовуються з різних сторін пластини. Найбільш близьким за сукупністю ознак до перетворювача, що заявляється, є накладний ВСП вимірника питомого опору кремнію. Він містить котушку, яка не має феромагнітного осердя і її діаметр дорівнює діаметру досліджуваної пластини. В результаті проведених вимірювань визначається середнє інтегральний питомий опір пластини кремнію. Це пов'язано з тим, що ступінь локальності контролю ВСП є площа поверхні об'єкту контролю, в межах якої контрольований параметр інтегрується перетворювачем і його середнє значення береться за значення параметра в зоні вимірювання [ГОСТ 24289-80 Контроль неразрушающий. вихретоковый. Термины и определения.]. До недоліків відомого ВСП відносяться мала ступень локальності контролю. Для накладного ВСП ступінь локальності контролю визначається радіусом (діаметром) еквівалентного витка обмотки перетворювача, величина якого визначається по формулі 2 Dекв Dcp 1 r 2 / 6Dcp де Dcp - середній діаметр; DH DBH Dcp 2 тут Dн - зовнішній діаметр обмотки, Dвн - внутрішній діаметр обмотки ВСП. Оскільки Dcp приблизно дорівнює діаметру пластини кремнію, то таким чином ступень локальності контролю таким ВСП дуже низька. Для визначення наявності дефектів в пластині необхідно контролювати не середнє значення опору за всією площею, а локальне його значення в конкретній точці пластини. Ступінь локальності контролю є площа поверхні об'єкту контролю, в межах якої контрольований параметр інтегрується перетворювачем і його середнє значення береться за значення параметра в зоні вимірювання. Мінімальний розмір реєстрованого дефекту (чутливість ВСП) не перевищує величини Dекв/3. Для збільшення ступеня локальності контролю і збільшення чутливості ВСП (реєстрації дрібніших по величині дефектів) необхідно зменшувати діаметр його котушки. В даний час виконати котушку діаметром менше 1 мм технологічно скрутно. У той же час, реєстрація дефекту неможлива, розміри якого більше або дорівнює діаметру котушки ВСП, оскільки її магнітне поле замикається через об'єкт контролю, що приводить до зниження чутливості ВСП. В основу корисної моделі поставлено завдання розробки конструкції ВСП, в якому за рахунок використання магнітопроводу (осердя) з феромагнітного матеріалу зменшується величина діаметру еквівалентного витка, і таким чином, забезпечується підвищення чутливості і вирішальної здатності ВСП як для малих, так і для великих по протяжності дефектів. Для вирішення поставленого завдання у ВСП накладного типу, що включає котушку, згідно з корисною моделлю котушка містить феромагнітне осердя у вигляді двох П-образних частин, які розташовані назустріч одне одному і одним боком 49738 4 з'єднані друг з другом, другий бік кожної частини осердя виконано як полюсний наконечник. Суть запропонованої корисної моделі пояснюється кресленням (Фіг.1), на якому схематично представлений ВСП. Конструкція ВСП складається із збірного феромагнітного осердя 1 котушки 2, полюсних наконечників 3. Феромагнітне осердя ВСП виконано з двох однакових П-образних частин круглого перетину. З одного боку краю кожної частини осердя закінчуються полюсними наконечниками 3 у вигляді усічених конусів, між якими утворюється робочий зазор, в якому знаходиться об'єкт контролю 4. Розмір феромагнітного осердя l визначає розмір об'єкту контролю (наприклад діаметр пластини кремнію). Апарат працює таким чином. В процесі роботи ВСП магнітне поле котушки 2 генерує змінне магнітне поле, яке зосереджене тільки в робочому зазорі. Це обумовлено тим, що весь магнітний потік проходить через феромагнітне осердя, а середня магнітна силова лінія співпадає з середньою лінією осердя. Феромагнітне осердя 1 ВСП також служить для замикання магнітного поля поза об'єктом контролю. Згідно теоремі про циркуляцію магнітного поля NI=НI+НзазораIзазора де Н - напруженість магнітного поля усередині осердя, Нзазора - напруженість поля в зазорі, І - сила струму в котушці, N - число витків котушки. Індукція магнітного поля в зазорі Взазора, яка пов'язана з величиною Нзазора співвідношєнням Взазора= 0Нзазора. Індукція в осердя визначається як В= 0Н. Оскільки розсіювання потоку в магнітних системах з феромагнітним осердям, що мають малі зазори украй мало, то можна припустити, що магнітний потік осердя буде дорівнювати магнітному потоку зазору. Величина магнітного потоку визначає формулою Ф=BS отже величина магнітної індукції в зазорі буде рівна В SСЕРД Bзазора Sзазора , Оскільки величина Sзaзopa значно менше, ніж площа поперечного перетину феромагнітного осердя 1 ВСП, і визначається малою площею вершини конусного наконечника, отже, величина індукції магнітного поля в зазорі осердя перетворювача буде значно вища, ніж в осерді. Таким чином, за рахунок застосування вище описаної форми феромагнітного осердя з'явилася можливість збільшити вирішальну здатність, чутливість ВСП, отримати можливість реєструвати дефекти, лінійні розміри яких перевищують розмір малої площі вершини конусного наконечника, знизити величину сили струму в котушці 3 збудливого магнітного поля. ВСП, що заявляється, може використовуватися для реалізації абсолютних і диференціальних методів вихрострумового контролю. Обробка сигналу ВСП може проводиться вимірювальною схемою з одним каналом. 5 Комп’ютерна верстка Л. Купенко 49738 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601