Пристрій для визначення механічних напружень у феромагнітних конструкціях

Реферат: UA 86143 U UA 86143 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. Відомо 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 сигнальною обмоткою та виконано з наскрізними отворами, де розташовано по дві модуляторні обмотки збудження, причому сигнальні обмотки та модуляторні обмотки збудження сполучено зі входом блока вимірювання та сигналізації, по обидва боки основного магнітопроводу розташовано два додаткові магнітопроводи з обмоткою збудження, які закріплено до нього через немагнітні прокладки, при цьому обмотки збудження додаткових магнітопроводів включено зустрічно відносно обмотки збудження основного магнітопроводу, з протилежного боку феромагнітної конструкції співвісно з центрами полюсів основного магнітопроводу розташовано двощілинні потокочутливі головки зчитування, сполучені з додатковим входом блока вимірювання та сигналізації, причому їхні вихідні обмотки з'єднано послідовно зустрічно, пристрій забезпечений джерелом змінного згасаючого струму, підключеним до обмоток збудження та до реле часу з додатковою контактною групою та третім регулювальним ланцюгом [див. патент України №77854, G01G 7/00, опубл. 25.02.2013, бюл. № 4]. Цей пристрій обрано найближчим аналогом. Недоліком відомого пристрою для визначення механічних напружень у феромагнітних конструкціях є те, 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 струму підмагнічування, підключене виходом до додаткових 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 безгістерезисній 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 сигнальною обмоткою та виконано з наскрізними отворами, де розташовано по дві модуляторні обмотки збудження, причому сигнальні обмотки та модуляторні обмотки збудження сполучено зі входом блока вимірювання та сигналізації, по обидва боки основного магнітопроводу розташовано два додаткові магнітопроводи з обмоткою збудження, які закріплено до нього через немагнітні прокладки, при цьому обмотки збудження додаткових магнітопроводів включено зустрічно відносно обмотки збудження основного магнітопроводу, з протилежного боку феромагнітної конструкції співвісно з центрами полюсів основного магнітопроводу розташовано двощілинні потокочутливі головки зчитування, сполучені з додатковим входом блока вимірювання та сигналізації, причому їхні вихідні обмотки з'єднано послідовно зустрічно, джерело змінного згасаючого струму, підключене до обмоток збудження та до реле часу з додатковою контактною групою та третім регулювальним ланцюгом, згідно корисної моделі, розташовано джерело струму підмагнічування, підключене виходом до додаткових 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 сигнальну обмотку 4 та які виконано з наскрізними отворами, де розташовано по дві модуляторні обмотки збудження 5, обмотки збудження 6 на них, додаткові магнітопроводи 7 з обмотками 8, закріплені до магнітопроводу 3 через немагнітні прокладки 9, джерело 10 живлення постійного струму, згладжуючий фільтр 11, сполучений 1 UA 86143 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 виходом з обмотками збудження 6, 8, реле часу 12 з контактною групою і трьома регулювальними ланцюгами (не показані), блок 13 вимірювання і сигналізації, сполучений з сигнальними обмотками 4, модуляторними обмотками збудження 5, з двощілинними потокочутливими головками зчитування 14, 15, які вимірюють вертикальні складові напруженості магнітного поля намагніченої ділянки з протилежного боку феромагнітної конструкції 1, та з парою контактів контактної групи реле часу 12, джерело 16 змінного згасаючого струму, підключене до обмоток збудження 6, 8 та до реле часу 12 з додатковою контактною групою та третім регулювальним ланцюгом, а також містить додаткові обмотки підмагнічування 17, 18, з'єднані з джерелом 19 струму підмагнічування, підключеним входом до додаткової контактної групи реле часу 12. На Фіг. 2 показано розподіл уздовж осі х горизонтальних складових напруженості зовнішнього магнітного поля у феромагнітній конструкції основного магнітопроводу 3 (епюра Н у3, Фіг. 2), додаткових магнітопроводів 7 (епюри Н у7, фіг. 2) та результівної напруженості магнітного поля (епюра Н уΣ, Фіг. 2) основного 3 та додаткових 7 магнітопроводів. Завдяки застосуванню двох додаткових магнітопроводів 7 з обмотками 8 результівна напруженість магнітного поля має високу крутість (епюра Н уΣ, Фіг. 2), і тому забезпечується доведення локальної ділянки феромагнітної конструкції 1 в місці вимірювання до стану магнітного насичення. Пристрій для визначення механічних напружень у феромагнітних конструкціях працює наступним чином. Магнітопружний датчик 2 встановлюється в місці вимірювання механічних напружень. Перед механічним навантаженням запускається реле часу 12, яке своєю першою контактною групою підключає обмотки збудження 6, 8 до джерела 16 змінного згасаючого струму, під впливом якого феромагнітна конструкція 1 розмагнічується. Потім реле часу 12 своєю першою контактною групою відключає обмотки збудження 6, 8 від джерела 16 змінного згасаючого струму, другою контактною групою підключає вхід згладжуючого фільтра 11, з'єднаного виходом з обмотками збудження 6, 8, до джерела 10 живлення постійного струму, а третьою контактною групою - додаткові обмотки підмагнічування 17, 18 до джерела 19 струму підмагнічування. Одночасним впливом імпульсного магнітного поля запису та змінного згасаючого струму підмагнічування забезпечується намагнічування ділянки феромагнітної конструкції 1 по ідеальній кривій намагнічування, у результаті чого ділянка феромагнітної конструкції 1 в місці вимірювання переходить до стану магнітного насичення, а після закінчення механічної 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 19 струму підмагнічування від додаткових обмоток підмагнічування 17, 18 і через невеликий інтервал часу четвертою контактною групою підключає блок 13 вимірювання та сигналізації. У момент дії механічного навантаження змінюється напружений стан матеріалу в місці вимірювання, що призводить до зміни точки на граничній петлі гістерезису, що відповідає зменшенню напруженості поля на величину, пропорційну діючим механічним напруженням. Кожна з пар модуляторних обмоток збудження 5 відіграє роль модулятора корисного магнітного потоку, який замикається магнітопроводом магнітної головки запису 3. Вимірювальні сигнали з послідовно з'єднаних сигнальних обмоток 4 та з двощілинних потокочутливих головок зчитування 14, 15, що у сумі відповідають напруженості магнітного поля залишкової намагніченості ділянки феромагнітної конструкції 1, подаються у блок 13 вимірювання та сигналізації, який за різницею величин напруженості магнітного поля до і після механічної дії визначає величину прикладеного механічного навантаження. Пропонована корисна модель забезпечить підвищення точності визначення механічних напружень. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 60 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 сигнальною обмоткою та виконано з наскрізними отворами, де розташовано по дві модуляторні обмотки збудження, причому сигнальні обмотки та модуляторні обмотки збудження сполучено зі входом блока вимірювання та сигналізації, по обидва боки основного магнітопроводу розташовано два додаткові магнітопроводи з обмоткою збудження, 2 UA 86143 U 5 які закріплено до нього через немагнітні прокладки, при цьому обмотки збудження додаткових магнітопроводів включено зустрічно відносно обмотки збудження основного магнітопроводу, з протилежного боку феромагнітної конструкції співвісно з центрами полюсів основного магнітопроводу розташовано двощілинні потокочутливі головки зчитування, сполучені з додатковим входом блока вимірювання та сигналізації, причому їхні вихідні обмотки з'єднано послідовно зустрічно, джерело змінного згасаючого струму, підключене до обмоток збудження та до реле часу з додатковою контактною групою та третім регулювальним ланцюгом, який відрізняється тим, що розташовано джерело струму підмагнічування, підключене виходом до додаткових обмоток підмагнічування, а входом - до додаткової контактної групи реле часу. 3 UA 86143 U Комп’ютерна верстка М. Ломалова 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