Вихрострумовий накладний перетворювач для контролю феромагнітних матеріалів

Номер патенту: 99379

Опубліковано: 10.08.2012

Автор: Учанін Валентин Миколайович

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Вихорострумовий накладний перетворювач для контролю феромагнітних матеріалів, що складається з індуктивних обмоток, суміщеного своїм торцем з робочою поверхнею перетворювача кільцевого магніту, який охоплює індуктивні обмотки, і корпусу, який відрізняється тим, що в конструкцію перетворювача введено другий магніт у вигляді прямого кругового циліндра, який розміщено в отворі першого магніту і торець якого суміщено з робочою поверхнею перетворювача, обидва магніти виконано з аксіальним напрямком намагнічування і орієнтовано відносно робочої поверхні протилежними полюсами, зовнішній діаметр другого магніту виконано меншим внутрішнього діаметра першого магніту, індуктивні обмотки перетворювача розміщено в зазорі між магнітами.

2. Вихорострумовий накладний перетворювач для контролю феромагнітних матеріалів за п. 1, який відрізняється тим, що перший і другий магніти розміщено коаксіально.

3. Вихорострумовий накладний перетворювач для контролю феромагнітних матеріалів за п. 1, який відрізняється тим, що введено замикач магнітного потоку із феромагнітного матеріалу, який встановлено на протилежних від робочої поверхні торцях магнітів.

Текст

Реферат: Винахід належить до методів вихрострумової дефектоскопії виробів із феромагнітних матеріалів і може бути використаний, наприклад, для дефектоскопії в енергетиці, нафтогазовій, хімічній промисловості, транспорті тощо. У вихорострумовий накладний перетворювач для контролю феромагнітних матеріалів, що складається з індуктивних обмоток, суміщеного своїм торцем з робочою поверхнею перетворювача кільцевого магніту, який охоплює індуктивні обмотки, і корпусу, введено другий магніт у вигляді прямого кругового циліндра. Другий магніт розміщено в отворі першого магніту і його торець суміщено з робочою поверхнею перетворювача. Обидва магніти виконано з аксіальним напрямком намагнічування і орієнтовано відносно робочої поверхні протилежними полюсами. При цьому зовнішній діаметр другого магніту виконано меншим внутрішнього діаметра першого магніту, а індуктивні обмотки перетворювача розміщено в зазорі між магнітами. Технічний результат полягає у збільшені чутливості перетворювача та розширенні його функціональних можливостей для контролю феромагнітних матеріалів з неоднорідним розподілом магнітних властивостей. UA 99379 C2 (12) UA 99379 C2 UA 99379 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до методів вихорострумової дефектоскопії виробів із феромагнітних матеріалів і може бути використаний, наприклад, для дефектоскопії в енергетиці, нафтогазовій, хімічній промисловості, транспорті тощо. Відомий вихорострумовий перетворювач для контролю труб із феромагнітних матеріалів, обмотки якого є концентричними відносно поверхні контрольованої труби. Для зменшення впливу неоднорідності магнітних властивостей перетворювач забезпечений постійним магнітом для підмагнічування зони контролю [1]. Недоліком відомого вихорострумового перетворювача є неможливість контролю виробів, які не мають форму труби, наприклад ділянок конструкцій з великим радіусом кривизни. Відомий накладний вихорострумовий перетворювач для контролю феромагнітних матеріалів з вимірювальною і збуджувальною обмотками [2]. Перетворювач має в складі обмотку намагнічування, за допомогою якої зону контролю доводять до стану технічного насичення, що стабілізує умови контролю. Недоліком відомого вихорострумового перетворювача є ускладнення конструкції апаратури контролю, яка повинна мати в складі потужне джерело постійного струму. Крім того, для доведення контрольованого матеріалу до стану технічного насичення необхідно до матеріалу прикласти досить великі магнітні поля. У відомій конструкції це неможливо через високий рівень полів розсіювання. Найбільш близьким до запропонованого винаходу є вихорострумовий перетворювач для контролю феромагнітних матеріалів, який містить обмотку збудження, а також вимірювальну і компенсаційну обмотки, які включені диференційно [3]. Розташуванням компенсатора відносно вимірювальної і компенсаційної обмоток досягають високого рівня компенсації первинного поля обмотки збудження. Всі обмотки вихорострумового перетворювача охоплено кільцевим магнітом для створення постійного поля намагнічування в зоні контролю. Недоліком відомого вихорострумового перетворювача для контролю феромагнітних матеріалів є неможливість досягнути високого рівня намагнічування, зокрема досягнути стану технічного насичення матеріалу в зоні контролю через високий рівень розсіяння магнітного потоку. Особливо це стосується використання магнітів невеликого розміру. Виконання магнітів великими за розмірами збільшує габарити перетворювача, що обмежує функціональні можливості перетворювача при контролі важкодоступних зон і ділянок з малим радіусом кривизни. Задачею запропонованого пристрою є збільшення чутливості і розширення функціональних можливостей перетворювача для контролю феромагнітних матеріалів з неоднорідним розподілом магнітних властивостей. Задача вирішується тим, що у вихорострумовий накладний перетворювач для контролю феромагнітних матеріалів, що складається з індуктивних обмоток, суміщеного своїм торцем з робочою поверхнею перетворювача кільцевого магніту, який охоплює індуктивні обмотки, і корпусу, введено другий магніт у вигляді прямого кругового циліндра. Другий магніт розміщено в отворі першого магніту і його торець суміщено з робочою поверхнею перетворювача. Обидва магніти виконано з аксіальним напрямком намагнічування і орієнтовано відносно робочої поверхні протилежними полюсами. При цьому зовнішній діаметр другого магніту виконано меншим внутрішнього діаметра першого магніту, а індуктивні обмотки перетворювача розміщено в зазорі між магнітами. Вихорострумовий накладний перетворювач може бути виконаний з коаксіальним розміщенням першого і другого магнітів. У вихорострумовий накладний перетворювач може бути введений замикач магнітного потоку із феромагнітного матеріалу, який встановлено на протилежних від робочої поверхні торцях магнітів. На кресленні представлено запропоновану конструкцію вихорострумового накладного перетворювача для контролю феромагнітних матеріалів. Запропонований вихорострумовий накладний перетворювач для контролю феромагнітних матеріалів складається з індуктивних обмоток 1, першого магніту 2 кільцевої форми і другого магніту 3 у вигляді прямого циліндра, замикача магнітного потоку 4 і корпусу 5 (фіг. 1). Перший і другий магніти 2 і 3 суміщені своїм торцем з робочою поверхнею 6 перетворювача. Обидва магніти 2 і 3 виконано з аксіальним напрямком намагнічування і орієнтовано відносно робочої поверхні протилежними полюсами (полюси магнітів позначено на кресленні знаками «S» і «N»). Зовнішній діаметр другого магніту 3 виконано меншим внутрішнього діаметра першого магніту 2, а індуктивні обмотки 1 перетворювача розміщено в зазорі між магнітами 2 і 3. На кресленні представлено вихорострумовий накладний перетворювач з співвісним розміщенням першого 2 і другого 3 магнітів. Крім того, в конструкцію введено замикач магнітного потоку 4 із 1 UA 99379 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 феромагнітного матеріалу, який встановлено на протилежних від робочої поверхні торцях магнітів. Магніти можуть бути виконані із сучасних магнітних матеріалів, які дозволяють створювати високі рівні магнітного поля, наприклад матеріали на основі інтерметалічних сполук «самарій-кобальт» [4]. Замикач магнітного потоку 4 може бути виконаний із матеріалів з високими магнітною проникністю і індукцією насичення, наприклад, карбонільного або технічно чистого заліза [4]. Під час контролю перетворювач встановлюють робочою поверхнею 6 на поверхню контрольованої конструкції 7. Розглянемо роботу запропонованого вихорострумового перетворювача для контролю феромагнітних матеріалів. Вихорострумовий перетворювач встановлюють робочою поверхнею 6 на поверхню виробу із феромагнітного матеріалу 7 і збуджують в ньому вихрові струми. За допомогою обмоток перетворювача реєструється електромагнітне поле вихрових струмів, яке несе інформацію про параметри матеріалу і наявність дефектів. За допомогою магнітів 2 і 3 зона контролю намагнічується постійним магнітним полем, яке в зоні розташування обмоток (зазорі між магнітами) має радіальний напрямок. Рівень намагнічування вибирають в залежності від поставленої задачі. Це може бути, наприклад, намагнічування до стану технічного насичення, що призводить до переведення феромагнітного матеріалу в немагнітний стан і збільшення глибини контролю за рахунок зменшення скін-ефекту. Так як полюси магнітів 2 і 3 прилягають до контрольованої поверхні різними полюсами, магнітне поле замикається через зону контролю, яка лежить безпосередньо під зазором між першим 2 і другим магнітами 3. Це дозволяє досягнути високого рівня намагніченості матеріалу в зоні контролю, так як поля розсіювання за межами зони контролю є мінімальними завдяки невеликому зазору між полюсами. Зауважимо, що в намагніченій зоні між магнітами маємо максимальну амплітуду вихрових струмів, так як індуктивні обмотки 1 також розміщено в зазорі між магнітами 2 і 3, що також підвищує ефективність перетворювача. Для зменшення розсіювання торці магнітів 2 і 3 з протилежної відносно робочої поверхні сторони накриті замикачем магнітного потоку 4 із феромагнітного матеріалу. Запропонований вихорострумовий накладний перетворювач для контролю феромагнітних матеріалів дозволяє збільшити чутливість контролю за рахунок можливості досягнути вищого рівня намагнічування, що зменшує рівень завад, пов'язаних з неоднорідністю магнітних властивостей матеріалу. Крім того, за рахунок досягнення достатнього рівня намагнічування меншими за розмірами магнітами зменшуються розміри перетворювача, що розширює його функціональні можливості по контролю виробів з криволінійною поверхнею. 1. Патент 5117182 США. МКИ G01N27/90. Ferromagnetic eddy current probe having multiple levels of magnetization / V. Cecco, J.R, Carter (Canada). - № 535521; Заявл. 08.06.1990; Опубл. 26.05.1992; НКИ 324/220. - 7 с. 2. А.с. 926587 СССР. МКИ G01N 27/90. Накладной электромагнитный преобразователь / Н.Н. Зацепин, В.Ф. Кунцевич (СССР). - № 2987487/25-28; Заявлено 26.09.80; Опубл. 07.05.82, Бюл. № 17. - 6 с. 23. А.с. 508735 СССР. МКИ G01n27/86. Электромагнитный преобразователь для неразрушающего контроля ферромагнитных материалов / Н.Н. Зацепин, Н.О. Гусак, А.В. Чернышев (СССР). - № 2016136/25-28; Заявлено 17.04.74; Опубл. 30.03.76, Бюл. № 12. - 3 с. 4. Постоянные магниты: Справочник / Альтман А.Б., Герберг А.Н.. Гладышев П.А. и др.; под ред. Ю.М. Пятина. - 2-е изд. - М: Энергия, 1980. - 488 с. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Вихорострумовий накладний перетворювач для контролю феромагнітних матеріалів, що складається з індуктивних обмоток, суміщеного своїм торцем з робочою поверхнею перетворювача кільцевого магніту, який охоплює індуктивні обмотки, і корпусу, який відрізняється тим, що в конструкцію перетворювача введено другий магніт у вигляді прямого кругового циліндра, який розміщено в отворі першого магніту і торець якого суміщено з робочою поверхнею перетворювача, обидва магніти виконано з аксіальним напрямком намагнічування і орієнтовано відносно робочої поверхні протилежними полюсами, зовнішній діаметр другого магніту виконано меншим внутрішнього діаметра першого магніту, індуктивні обмотки перетворювача розміщено в зазорі між магнітами. 2. Вихорострумовий накладний перетворювач для контролю феромагнітних матеріалів за п. 1, який відрізняється тим, що перший і другий магніти розміщено коаксіально. 3. Вихорострумовий накладний перетворювач для контролю феромагнітних матеріалів за п. 1, який відрізняється тим, що введено замикач магнітного потоку із феромагнітного матеріалу, який встановлено на протилежних від робочої поверхні торцях магнітів. 2 UA 99379 C2 Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Eddy current add-on transducer for control of ferromagnetic materials

Автори англійською

Uchanin Valentyn Mykolaiovych

Назва патенту російською

Вихретоковый накладной преобразователь для контроля ферромагнитных материалов

Автори російською

Учанин Валентин Николаевич

МПК / Мітки

МПК: G01N 27/90

Мітки: матеріалів, накладний, перетворювач, вихрострумовий, контролю, феромагнітних

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/5-99379-vikhrostrumovijj-nakladnijj-peretvoryuvach-dlya-kontrolyu-feromagnitnikh-materialiv.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Вихрострумовий накладний перетворювач для контролю феромагнітних матеріалів</a>

Подібні патенти