устройство для магнитопорошковой дефектоскопии

Классы МПК:G01N27/84 с применением магнитного порошка или магнитного красителя типа чернил
Автор(ы):
Патентообладатель(и):Государственное предприятие научно-технический центр "Эксперт"
Приоритеты:
подача заявки:
1992-06-10
публикация патента:

Использование: для выявления дефектов магнитопорошковым методом. Изобретение позволяет повысить чувствительность и надежность магнитопорошкового контроля изделий с ограниченными подходами в конструкции благодаря тому, что устройство содержит два П-образных электромагнита, механически не связанных между собой, размещенных на изделии на расстоянии друг от друга, равном 4 - 4,5 длины полюсного наконечника. Расстояние между полюсами каждого электромагнита не превышает 3 - 3,5 длины полюса электромагнита. Катушки каждого электромагнита соединены между собой согласно параллельно. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Рисунок 1

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАГНИТОПОРОШКОВОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ, содержащее управляемый источник питания, электромагнит, выполненный в виде П-образного магнитопровода и размещенной на нем обмотки, подключенной к управляемому источнику питания, отличающееся тем, что оно снабжено по крайней мере еще одним идентичным электромагнитом, обмотка которого подключена последовательно-параллельно обмотке первого электромагнита, магнитопроводы электромагнитов обращены друг к другу разноименными полюсами, расстояние lp между которыми равно (4 - 4,5)L, где L - длина полюса электромагнита, а межполюсное расстояние lэ каждого магнитопровода выбрано из условия

lэ = (3 - 3,5)L.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что lp = (70 - 80) мм, количество m дополнительных электромагнитов выбрано из условия

m = 2 устройство для магнитопорошковой дефектоскопии, патент № 2020465 устройство для магнитопорошковой дефектоскопии, патент № 2020465,

где Sку - площадь контролируемого участка;

l3 - ширина контролируемого участка или равная ей ширина полюса электромагнита.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для выявления дефектов изделий из ферромагнитного материала магнитопорошковым методом.

Известно устройство для магнитопорошковой дефектоскопии Flexyoke ELO 220 [1] , содержащее электромагнит переменного тока с гибким магнитопроводом, подключенный к источнику питания с возможностью регулирования тока. Недостатки этого устройства - громоздкость конструкции и трудность или даже невозможность проверки участков с ограниченными подходами.

Известен электромагнит переменного тока if 220 фирмы Tiede [2], который содержит жестко связанный П-образный магнитопровод с катушкой намагничивания, подключенный к источнику питания. Применение электромагнита эффективно для контроля открытых поверхностей. Однако его применение для контроля участков с ограниченными подходами затруднительно. Недостатки его - относительно большие масса и габаритные размеры. Контролируемый участок находится между полюсами электромагнита, магнитное поле которого действует на магнитную суспензию, намагничивает ее, что также ведет к снижению эффективности контроля.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство полюсного намагничивания, содержащее электромагнит с П-образным сердечником, шарнирными наконечниками на его полюсах и расположенную на стержнях сердечника катушку намагничивания [3].

Недостатки устройства - громоздкость и жесткость узлов конструкции электромагнита, не позволяющая проводить контроль в труднодоступных местах.

Сущность изобретения состоит в том, что не менее чем два идентичных П-образных магнитопровода с обмотками располагают на контролируемом участке крайними полюсами друг к другу на заданном расстоянии, равном (4-4,5) длины полюса электромагнита, соединяют обмотки каждого П-образного магнитопровода так, чтобы на контролируемом участке в изделии между этими полюсами создавалось результирующее индуцированное поле, вызванное вихревыми токами в изделии. Размещение первого (крайнего) полюса второго электромагнита вблизи первого (крайнего) полюса первого электромагнита дает возможность усилить индуцированное поле, а автономность электромагнитов обеспечивает гибкость конструкции при установке их на трудно доступный участок. Выбранное расстояние между полюсами электромагнитов lр = (4-4,5)L является оптимальным и связано с конструктивным параметром L - длиной полюсного наконечника (при l3 - const - ширина полюсного наконечника - полюса).

Выбор оптимального межполюсного расстояния lэ = (3-3,5)L П-образного магнитопровода позволяет снизить потери намагничивающей силы и перераспределить ее на контролируемый участок между полюсами двух электромагнитов в зону контроля, что повышает чувствительность контроля. Согласное соединение обмоток обеспечивает суммирование полей индуцированных токов и дает возможность уменьшить размагничивающий фактор и тем самым повысить напряженность.

В основе изобретения лежит закон электромагнитной индукции, согласно кото-

рому e = устройство для магнитопорошковой дефектоскопии, патент № 2020465 Намагничивание детали в основном происходит на первичном поле электромагнита, а полем индуцированного в детали тока, так как возбуждающее поле нормально к поверхности детали и вследствие большого размагничивающего фактора не вносит заметного вклада в формирование поля над дефектом.

Радиус R индуцированного тока (пути его протекания) пропорционален индукции В, площади сечения магнитопровода S, т.е.

R устройство для магнитопорошковой дефектоскопии, патент № 2020465 BSустройство для магнитопорошковой дефектоскопии, патент № 2020465 = Bl3Lустройство для магнитопорошковой дефектоскопии, патент № 2020465

где L - длина полюса (полюсного наконеч-

ника) электромагнита. устройство для магнитопорошковой дефектоскопии, патент № 2020465 определяется частотой поля в обмотках электромагнитов, l3 - ширина полюса, определяет ширину контролируемого участка, R - расстояние, на котором индуцированный ток уменьшается в е раз. Магнитную проницаемость и электропроводность считаем постоянными. Если ширину l3 полюса выбрать исходя из условия требуемой ширины контролируемого участка, а индукцию В рассчитать из условия близкой к техническому насыщению, то R и, следовательно, длина участка будут пропорциональны L, т.е. lp = L устройство для магнитопорошковой дефектоскопии, патент № 2020465k, где

к = Bl3устройство для магнитопорошковой дефектоскопии, патент № 2020465 устройство для магнитопорошковой дефектоскопии, патент № 2020465

Таким образом, проведенная и обоснованная совокупность признаков является необходимой и достаточной для получения положительного эффекта - повышение чувствительности и надежности контроля в труднодоступных местах.

На чертеже изображена схема устройства, поясняющая суть конструкции. На чертеже обозначено: Н1, Н2 - нормальная составляющая напряженности соответственно электромагнитов 2 и 3; ib - индуцированный ток.

Устройство содержит источник 1 питания и управления током намагничивания, подключенные к нему электромагниты 2 и 3 с П-образными магнитопроводами и размещенными на них обмотками 4 и 5. Электромагниты установлены на изделии 6. Полюса 7 и 8 электромагнитов обращены друг к другу и размещены на расстоянии lp = (4-4,5)L. Индуцированный ток протекает по контурам 9, 10 и 11.

Устройство работает следующим образом.

На участке 6 в трудно доступном месте устанавливают два электромагнита 2 и 3 таким образом, чтобы первые (крайние) их полюса 7 и 8 были обращены друг к другу и размещены на расстоянии lp = (4-4,5)L. Обмотки 4 и 5 включены с такой полярностью, чтобы поле намагничивания, индуцированное вихревыми токами, созданное переменным полем намагничивания обоих электромагнитов, суммировалось. При включении электромагнитов в участке между ними создается индуцированное намагничивающее поле. На этот участок наносят магнитную суспензию и по распределению магнитного порошка на участке изделия определяют наличие или отсутствие дефектов.

Гибкая конструкция устройства за счет двух pаздельных магнитопроводов позволит устанавливать и контролировать участки сложной формы изделия в труднодоступных местах, а намагничивание участка (между двумя раздельными электромагнитами) индуцированными вихревыми токами, позволяет четко выявлять дефекты также и за счет исключения размагничивающего фактора.

Для увеличения контролируемого участка на деталь одновременно необходимо устанавливать n пар электромагнитов, т.е. 2n электромагнитов.

Устройство позволяет эффективно проводить контроль участков с ограниченными подходами, в том числе участков, которые другими устройствами проверить магнитопорошковым методом трудно или невозможно.

Класс G01N27/84 с применением магнитного порошка или магнитного красителя типа чернил

способ детекции аналита из раствора на частицах и устройство для его реализации -  патент 2528885 (20.09.2014)
стенд и способ контроля посредством магнитной дефектоскопии вала газотурбинного двигателя -  патент 2528856 (20.09.2014)
способ автоматизированного магнитолюминесцентного контроля железнодорожных колес и устройство для его осуществления -  патент 2518954 (10.06.2014)
способ магнитопорошкового контроля -  патент 2474815 (10.02.2013)
способ приготовления магниточувствительного аэрозоля для осуществления магнитографической дефектоскопии -  патент 2464660 (20.10.2012)
способ получения концентрата магнитной суспензии -  патент 2398223 (27.08.2010)
способ идентификации документов, изготавливаемых методами электрофотографической печати магнитными тонерами -  патент 2394233 (10.07.2010)
способ дифференциации документов, изготавливаемых методами электрофотографической печати магнитными тонерами -  патент 2386126 (10.04.2010)
способ приготовления магниточувствительной жидкости для визуализации магнитных полей записи и магнитографической дефектоскопии -  патент 2375706 (10.12.2009)
намагничивающее устройство для дефектоскопии -  патент 2370761 (20.10.2009)
Наверх