Пристрій для визначення механічних напружень у феромагнітних конструкціях

Реферат: UA 76195 U UA 76195 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до вимірювальної техніки та може бути використана для контролю напруженого стану у сталевих конструкціях, що у процесі експлуатації піддаються ударним, статичним та динамічним навантаженням. Відомий пристрій для визначення механічних напружень у феромагнітних конструкціях, що містить магнітопружний датчик з магнітною головкою запису, джерело живлення постійного струму, потокочутливий перетворювач магнітного поля, згладжуючий фільтр, реле часу з контактною групою та двома регулювальними ланцюгами, блок вимірювання та сигналізації, з'єднаний з парою контактів контактної групи реле часу, як потокочутливий перетворювач магнітного поля застосовано незамкнений магнітопровід магнітної головки запису, кожний з полюсних наконечників якого забезпечено додатковою обмоткою та виконано з наскрізними отворами, де розташовано по дві додаткові обмотки збудження, причому зазначені додаткові обмотки сполучено зі входом блока вимірювання та сигналізації, по обидва боки основного магнітопроводу розташовано два додаткові магнітопроводи з обмоткою, які закріплено до нього через немагнітні прокладки, при цьому обмотки додаткових магнітопроводів включено зустрічно відносно обмотки збудження основного магнітопроводу [див. патент України №59583, G01G 7/00, опубл. 25.05.2011, бюл. № 10]. Цей пристрій вибрано за прототип. Недолік відомого пристрою для визначення механічних напружень у феромагнітних конструкціях полягає в тому, що через доведення ділянки феромагнітної конструкції до насичення по основній, а не по ідеальній кривій намагнічування, пристрій має недостатньо високу точність визначення механічних напружень. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення пристрою для визначення механічних напружень у феромагнітних конструкціях шляхом того, що розташовано джерело змінного згасаючого струму, підключене виходом до обмоток підмагнічування, а входом - до додаткової контактної групи реле часу, що забезпечить поліпшення якості намагнічування феромагнітної конструкції, оскільки завдяки підмагнічуванню змінним згасаючим струмом процес намагнічування здійснюється не по основній, а по ідеальній кривій намагнічування. Це підвищить точність пристрою. Поставлена задача вирішується тим, що у пристрої для визначення механічних напружень у феромагнітних конструкціях, що містить магнітопружний датчик з магнітною головкою запису, джерело живлення постійного струму, потокочутливий перетворювач магнітного поля, згладжуючий фільтр, реле часу з контактною групою та двома регулювальними ланцюгами, блок вимірювання та сигналізації, з'єднаний з парою контактів контактної групи реле часу, як потокочутливий перетворювач магнітного поля застосовано незамкнений магнітопровід магнітної головки запису, кожний з полюсних наконечників якого забезпечено вимірювальною обмоткою та виконано з наскрізними отворами, де розташовано по дві обмотки збудження, причому зазначені додаткові обмотки сполучено зі входом блока вимірювання та сигналізації, по обидва боки основного магнітопроводу розташовано два магнітопроводи з обмоткою запису, які закріплено до нього через немагнітні прокладки, при цьому обмотки запису додаткових магнітопроводів включено зустрічно відносно обмотки запису основного магнітопроводу, згідно з корисною моделлю, містить джерело змінного згасаючого струму, підключене виходом до обмоток підмагнічування, а входом - до додаткової контактної групи реле часу. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де зображено пристрій для визначення механічних напружень у феромагнітних конструкціях 1 (фіг. 1), що містить магнітопружний датчик 2 з магнітною головкою запису 3, на кожному з полюсних наконечників незамкненого магнітопроводу якої розташовано вимірювальну обмотку 4 та які виконано з наскрізними отворами, де розташовано по дві обмотки збудження 5, обмотки запису 6 на них, магнітопроводи 7 з обмотками запису 8, закріплені до магнітопроводу 3 через немагнітні прокладки 9, джерело 10 живлення постійного струму, згладжуючий фільтр 11, сполучений виходом з обмотками запису 6 та 8, реле часу 12 з двома контактними групами і двома регулювальними ланцюгами (не показані), блок 13 вимірювання та сигналізації, сполучений входами з реле часу 12, з вимірювальними обмотками 4 та обмотками збудження 5, кожну з пар яких з'єднано послідовно узгоджено, а також містить джерело 14 змінного згасаючого струму, підключене виходом до додаткових обмоток підмагнічування 15 та 16, а входом - до додаткової контактної групи реле часу 12, при цьому обмотки підмагнічування 16 додаткових магнітопроводів 7 включено зустрічно відносно обмоток підмагнічування 15 основного магнітопроводу 3. На фіг. 2 показано розподіл уздовж осі х горизонтальних складових напруженості магнітного поля ділянки феромагнітної конструкції 1 у зоні основного магнітопроводу 3 (епюра Ну3, фіг. 2), додаткових магнітопроводів 7 (епюри Hу7, фіг. 2) та результативної напруженості магнітного поля (епюра НyΣ, фіг. 2) основного 3 та додаткових магнітопроводів 7. Завдяки застосуванню 1 UA 76195 U 5 10 15 20 25 30 двох додаткових магнітопроводів 7 з обмотками запису 8 результативна напруженість (епюра НуΣ, фіг. 2) має високу крутість, і тому забезпечується доведення локальної ділянки феромагнітної конструкції 1 в місці вимірювання до стану магнітного насичення, що забезпечить підвищення чутливості приладу та точності вимірювання. Пристрій для визначення механічних напружень у феромагнітних конструкціях працює наступним чином. Магнітопружний датчик 2 встановлюється у місці вимірювання механічних напружень. Перед дією механічного навантаження запускається реле часу 12, яке своєю першою контактною групою підключає вхід згладжуючого фільтра 11, з'єднаного виходом з обмотками запису 6 та 8, до джерела 10 живлення постійного струму, а другою контактною групою - додаткові обмотки підмагнічування 15 та 16 до джерела 14 змінного згасаючого струму. Одночасним впливом імпульсного магнітного поля запису та змінного згасаючого струму забезпечується намагнічування ділянки феромагнітної конструкції 1 по ідеальній кривій намагнічування, у результаті чого ділянка феромагнітної конструкції 1 в місці вимірювання переходить до стану глибокого магнітного насичення, а після закінчення магнітної дії на неї - до стану залишкової намагніченості. Після цього реле часу 12 відключає вхід згладжуючого фільтра 11 від джерела 10 живлення постійного струму, а джерело 14 змінного згасаючого струму від обмоток підмагнічування 15 та 16 і через невеликий інтервал часу підключає блок 13 вимірювання та сигналізації. У момент прикладання до феромагнітної конструкції 1 навантаження змінюється напружений стан матеріалу в місці вимірювання. Це призводить до зміни точки на граничній петлі гістерезису, що відповідає зменшенню напруженості поля на величину, пропорційну діючим механічним напруженням. Кожна з пар обмоток збудження 5 відіграє роль модулятора магнітного потоку, який замикається магнітопроводом магнітної головки запису 3. Подвоєний корисний сигнал з послідовно з'єднаних вимірювальних обмоток 4, що відповідає напруженості магнітного поля залишкової намагніченості ділянки феромагнітної конструкції 1, подається у блок 13 вимірювання та сигналізації, який за різницею величин напруженості магнітного поля до і після прикладеного навантаження визначає величину механічного напруження. Пропонована корисна модель завдяки підмагнічуванню під час нанесення магнітного відбитка забезпечить ефективне намагнічування феромагнітної конструкції і тим самим підвищення точності роботи пристрою. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 45 Пристрій для визначення механічних напружень у феромагнітних конструкціях, що містить магнітопружний датчик з магнітною головкою запису, джерело живлення постійного струму, потокочутливий перетворювач магнітного поля, згладжуючий фільтр, реле часу з контактною групою та двома регулювальними ланцюгами, блок вимірювання та сигналізації, з'єднаний з парою контактів контактної групи реле часу, як потокочутливий перетворювач магнітного поля застосовано незамкнений магнітопровід магнітної головки запису, кожний з полюсних наконечників якого забезпечено вимірювальною обмоткою та виконано з наскрізними отворами, де розташовано по дві обмотки збудження, причому зазначені додаткові обмотки сполучено з входом блока вимірювання та сигналізації, по обидва боки основного магнітопроводу розташовано два магнітопроводи з обмоткою запису, які закріплено до нього через немагнітні прокладки, при цьому обмотки запису додаткових магнітопроводів включено зустрічно відносно обмотки запису основного магнітопроводу, який відрізняється тим, що містить джерело змінного згасаючого струму, підключене виходом до обмоток підмагнічування, а входом - до додаткової контактної групи реле часу. 2 UA 76195 U 3 UA 76195 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський 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 4