|
наконечником (рис.3.4 “г”). Этот зонд позволяет вести контроль, например, толщины покрытия в точке малого диаметра (доли миллиметра), а для измерения средней толщины покрытия следует применять усреднение замеров в нескольких точках с использованием статистических методов обработки результатов измерений [50]. Чувствительность ПП рис. 3.6 можно значительно увеличить, применяя магнитопровод, выполняющего роль концентратора магнитного поля (рис.3.4 “д”, “е”, “ж”). Преобразователи с концентратором поля позволяет локализовать зону контроля и повысить потокосцепление СБ с измерительной катушкой. На рис. 3.4 “е”: Фсб магнитный поток скачков Баркгаузена; Фполезный магнитный поток в сердечнике преобразователя; Ф5магнитный поток через зазор S. Магнитный поток Фсб замыкается через сердечник преобразователя, имеющего малое магнитное сопротивление по сравнению с воздухом. В измерительной обмотке преобразователя при этом наводится ЭДС, пропорциональная скорости изменения потока Ф в сердечнике. ЭДС, индуцируемая в обмотке преобразователя с концентратором, при СБ будет равна dt где wчисло витков обмотки преобразователя. Увеличивая w и Ф1 (за счет увеличения сечения магнитопровода или его обратимой проницаемости), можно значительно усилить e(t) и добиться величины порядка милливольт. Наиболее важным параметром преобразователя с концентратором является зазор S. От соотношения его ширины и размеров области СБ 88 |
На рис.3.25 приведены результаты измерения эффективного напряжения МШ с образцов прямоугольной формы 65x65x3 из стали Стб, вырезанных из одной заготовки и обработанных на разный класс чистоты поверхности. Определение класса чистоты обработки поверхности производилось микроинтерферометром МИИ-4 по ГОСТ 5.425-70. Из последних двух рисунков следует, что изменение зазора между тонкой измерительной катушкой и образцом в пределах 0 -ь 60 мкм практически не влияет на результат контроля. Этот вывод нетрудно осмыслить с физической точки зрения, учитывая, что спектр ЭДС совокупности СБ, наведенной в измерительной катушке, есть результат усреднения спектров отдельных скачков по времени и глубине скин-слоя. Такое усреднение магнитных потоков отдельных СБ приводит к однородности суммарного магнитного потока на некотором расстоянии от поверхности образца, которое увеличивается тонкой измерительной катушкой. Однако такой способ отстройки от зазора применим только для деталей простой формы и плоской поверхностью. Для деталей сложной формы эту задачу удается решить применением зондов с конусно заточенным наконечником (рис.3.14 “г”). Этот зонд позволяет вести контроль, например, толщины покрытия в точке малого диаметра (доли миллиметра), а для измерения средней толщины покрытия следует применять усреднение замеров в нескольких точках с использованием статистических методов обработки результатов измерений [71]. Чувствительность ПП рис. 3.16 можно значительно увеличить, применяя магнитопровод, выполняющего роль концентратора магнитного поля (рис.3.14 “д”, “е”, “ж”). Преобразователи с концентратором поля позволяет локализовать зону контроля и повысить потокосцепление СБ с измерительной катушкой. На рис. 3.14 “е”: Фсбмагнитный поток скачков Баркгаузена; 0>iполезный магнитный поток в сердечнике преобразователя; Ф8магнитный поток через зазор S. 1 Магнитный поток ФСб замыкается через сердечник преобразователя, имеющего малое магнитное сопротивление по сравнению с воздухом. В измерительной обмотке преобразователя при этом наводится ЭДС, пропорциональная скорости изменения потока Ф в сердечнике. ЭДС, индуцируемая в обмотке преобразователя с концентратором, при СБ будет равна 140 = w — dt i где wчисло витков обмотки преобразователя. Увеличивая w и Ф] (за счет увеличения сечения магнитопровода или его обратимой проницаемости), можно значительно усилить e(t) и добиться величины порядка милливольт. Наиболее важным параметром преобразователя с концентратором является зазор S. От соотношения его ширины и размеров области СБ зависит величина ЭДС, наводимая в обмотке преобразователя. Например, при ширине зазора много большей размеров области СБ вместо усиления наблюдается ослабление амплитуды импульса ЭДС СБ за счет того, что большая часть потока ФСб замыкается в зазоре, не попадая в сердечник преобразователя. Кроме того, необходимо учитывать уменьшение магнитного потока Ф! за счет зазора между ферромагнитным образцом и концентратором. В качестве материала концентраторов используется магнитомягкие материалы, отличающиеся малой коэрцитивной силой и соответственно узкой петлей гистерезиса. Высокая магнитная проницаемость р таких материалов позволяет получать большую индукцию В при малой напряженности магнитного поля Н. Кроме того, материалы концентраторов должны иметь достаточно большую начальную магнитную проницаемость Ф, рн, при которой отношение — —получается близкой к 1; малые потери Ф СБ энергии на повышенных частотах; хорошую механическую обрабатываемость; равномерную структуру и отсутствие посторонних включений. Отметим, что расчет таких преобразователей является сложной задачей, поэтому их параметры подбираются экспериментально. Так на рис. 3.26 и 3.27 показаны зависимости напряжения ЭДС СБ от числа витков w и глубины вкручивания ферромагнитного стержня h в преобразователь рис. 3,14 “з”. Видно, что следует брать w > 300 и вкручивать стержень на высоту ППЬ. 3.5.2 Особенности использования первичных преобразователей с круговой диаграммой перемагничивания для контроля одноосных макронапряжении. Результаты анализа параметров ОМШ, приведенные в пп.2.2 и 3.4 предполагает совпадение главных осей действия механических напряжений и направления перемагничивания первичного преобразователя. Обычно такой режим реализуется в ПП накладного типа с П-образной системой намагничивания (например, рис.3.176). Равнозначность направлений 141 |