Для ВТП с ферромагнитным сердечником диаметр D0 зависит от формы и размеров сердечника. Так, для ВТП с ферритовым сердечником квадратного сечения в качестве Do следует прини­мать среднее значение стороны квадрата большей (внешней) об­мотки; для ВТП с прямоугольными обмотками и ферритовым сер­дечником прямоугольного сечения – среднее значение длины об­мотки на меньшей стороне прямоугольника. В случае ВТП с полуброневым ферритовым сердечником вихревые токи создаются в области кольца между внешним контуром сердечника и его цент­ральным цилиндром. Поэтому здесь в качестве Do следует прини­мать значение среднего диаметра этого кольца. Для ВТП с обмот­ками на ферритовом полукольце (см. рис. 4.10, и) в качестве Do
принимается значение среднего диаметра полукольца.

Читать запись полностью »

Физические основы работы накладных ВТП с ферромагнитны­ми сердечниками и без них мало отличаются. Однако методика расчета вносимых напряжений накладных ВТП с ферромагнит­ными сердечниками имеет определенные особенности. Разрабо­тана приближенная методика расчета накладных ВТП с ферро­магнитными сердечниками, основанная на использовании прибли­женных методов*. В соответствии с этой методикой вносимое на­пряжение трансформаторного накладного ВТП

Читать запись полностью »

При вихретоковом контроле широко применяют накладные ВТП с ферромагнитными сердечниками. Чаще всего в качестве мате­риала ферромагнитного сердечника используют феррит. Форма сердечника может быть различной. На рис. 4.10 в качестве при­мера показаны накладные ВТП с круглыми катушками и цилинд­рическими сердечниками (е), с прямоугольными катушками и ферритовым сердечником прямоугольного сечения (ж), с круглыми катушками и полуброневым ферритовым сердечником (з) и с ферритовым сердечником в виде полутороида (и).

Читать запись полностью »

Возможно также использование экранных накладных ВТП при контроле параметров ферромагнитных пластин. Анализ годо­графов, показывает, что раздельный контроль относительной магнитной проницаемости μr и удельной электриче­ской проводимости σ, а также σ и толщины Т возможен для пла­стин малой толщины в области небольших значений β0 (1,25…5,0) и  μr   (1…100).   С  увеличением   β0  и  μr   экранирующее действие ферромагнитной   пластины  увеличивается  и  напряжение  измери­тельной катушки экранного накладного ВТП уменьшается.

Читать запись полностью »

На рис. 4.37, а приведены зависимости модуля  U* = Ů/U0 эк­ранного   накладного   ВТП   от  толщины   немагнитного  листа  для различных значений обобщенно­го параметра β. Из рисунка вид­но, что эти зависимости нелиней­ны, а также что чувствительность к толщине сильно зависит от па­раметра β.

Читать запись полностью »

На рис. 4.36 приведены годографы относительного вносимого напряжения экранного накладного ВТП UВН*=(U – U0)  /U0 (Uo – начальное напряжение) при контроле листа из неферромагнитного материала. Сплошными линиями изображены годографы при изменении толщины листа T*, а штриховыми – при изменении обобщенного параметра β.

Читать запись полностью »

При контроле проводящих листов, пластин, фольги и других ОК с двусторонним доступом к ним можно использовать экранные накладные ВТП (см. рис. 4Л0, д) которые обладают некоторыми преимуществами по сравнению с. обычными накладными ВТП.

Читать запись полностью »

Режим контроля при σп / σoc> 100 можно выбирать таким же, как и при контроле проводящих листов, но частота возбуждающего тока должна быть такой, чтобы выпол­нялось условие βос < 1,25.

Читать запись полностью »

На рис. 4.35, а приведены годографы UВН*(βп
T*), рассчитан­ные для h* = 0,5 с помощью формул (4.50) и (4.55). Штрихпунктирная линия на этом рисунке соответствует годографу UВН*(βп) для полупространства с электромагнитными параметрами покры­тия. Годографы напряжения UВН* при изменении толщины покры­тия Т независимо от значений σп начинаются в предельной точке T* = 0, соответствующей βос=3,54 и закапчиваются в предельных точках при T→∞, соответствующих полупространству с удельной электрической проводимостью покрытия σп.

Читать запись полностью »

Контроль параметров проводящих покрытий толщиной Т на проводящем основании является довольно сложной задачей, так как в случае ферромагнитных материалов имеется пять влияющих на напряжение ВТП параметров ОК, шестым влияющим парамет­ром является зазор (расстояние) между ВТП и ОК. В случае не­ферромагнитных материалов ОК количество влияющих парамет­ров сокращается до четырех.

Читать запись полностью »

Для накладных ВТП в случае ферромаг­нитного полупространства при больших μr
магнитное сопротивление уменьшается лишь в два раза по сравнению со случаем немаг­нитного ОК, поскольку магнитное сопротив­ление ферромагнитного полупространства при больших μr много меньше магнитного сопротивления верхнего полупространства (воздух).  Именно    поэтому    напряжение  U* накладного ВТП при больших μr
только в два раза больше, чем U* в случае неферромагнитного полупространства.

Читать запись полностью »

Исследования показали, что для β = 2,5…20 чувствительность накладного ВТП к изменению зазора максимальна в области h* = 0,3…0,6. Увеличение β приводит к увеличению чувствительно­сти к изменению зазора, что позволяет рекомендовать область больших β для контроля вибраций деталей и толщины диэлектри­ческих покрытий на металлических изделиях. При больших зна­чениях β влияние изменений о уменьшается, поэтому специальные способы подавления влияния изменений а в приборах не исполь­зуются.

Читать запись полностью »

На рис. 4.33, а приведены годографы относительной чувстви­тельности Sσ* накладного ВТП к изменению удельной электриче­ской проводимости неферромагнитного листа для h* = 0,5. Сплош­ными кривыми изображены годографы Sσ* при изменении Т*, внутренняя кривая соответствует проводящему полупространству (T→∞); штриховыми – годографы при изменении β, т. е. при изменении σ для RB = const и ω = const. Чувствительность Sσ*, как и ST*, для h* = 0,5 максимальна при T*β2
~3.

Читать запись полностью »

Из анализа диаграмм ST* для h* = 0,5 следует, что чувствительность максимальна при T*β2 = TRBωμ0σ ~ 3. При изменении относительного зазора Т* в преде­лах 0,0625…1,5 значения T*β2,   соответствующие   максимальной чувствительности, уменьшаются от 4,5 до 2,5. Если необходимо: контролировать толщину листа с подавлением влияния изменений, а способом проекций (см. § 4.6), то оптимальное значение T*β2 =1,5 при h* = 0,5.

Читать запись полностью »

Таким образом, используя для контроля толщины Т фазу вносимого напряжения (кривые рис. 4.31, б), можно добиться уменьшения погрешности измерения, вызванной изменением зазора (см. п. 4.6.2).

Читать запись полностью »

На рис. 4.31 приведены графики зависимости модуля и аргу­мента относительного вносимого напряжения Ůвн* от относитель­ной толщины листа T* и удельной электрической проводимости σ, а следовательно, от β и от относительного зазора h* между ВТП и ОК.

Читать запись полностью »

Расчеты вносимого напряжения накладного ВТП показывают, что оно зависит от отношения y = RB/ RИ. Годографы, приведенные на рис. 4.30, а, соответствуют у = 1. На рис. 4.30, б показаны го­дографы Ůвн*(β, γ) для   неферромагнитного листа бесконечно большой толщины при h* = 0,1. Из рис. 4,30, б следует; что умень­шение у приводит к увеличению Ůвн*, при этом убывает Uo и, сле­довательно, уменьшаются абсолютные значения напряжения ВТП. Кроме того, с изменением γ изменяется кривизна «годографов за­зора» Ůвн*( h*). В определенном диапазоне значений β эти годографы приближаются к прямым, что важно для эффективного подавления изменений зазора при контроле параметров ОК с ис­пользованием двухпараметровых способов выделения информации (см. п., 4.6.2). Применение ВТП с γ < 0,2 нецелесообразно, поскольку вынуждает принимать специальные меры для компенса­ции снижения абсолютной чувствительности ВТП.

Читать запись полностью »

Накладные ВТП более универсальны, чем проходные, они мо­гут быть использованы для контроля  объектов с плоской и цилиндрической поверхностью, если ра­диус кривизны не очень мал, а также для контроля изделий сложной формы. С помощью накладных ВТП можно осу­ществлять локальный контроль парамет­ров, в то время как проходные ВТП по­зволяют определять параметры, усред­ненные по периметру, а иногда и по сечению цилиндрических объектов. Бла­годаря локальности действия накладные ВТП обладают хорошей чувствительно­стью к большинству дефектов.

Читать запись полностью »

Основной  недостаток проходных ВТП с неоднородным полег заключается в сильном влиянии на Uвн* радиальных перемещений перекосов ОК внутри  ВТП. Для некоторого ослабления это влияния рекомендуется использовать измерительную катушку радиусом Rи* = 0,65…0,75, расположенную на расстоянии z* = 0,5…0,8 от возбуждающей. При этом приращение Uвн*, вызванное сме­щением, равным 20%  радиуса ОК, составляет несколько процен­тов от приращения Uвн*, вызванного 2%-ным изменением радиуса ОК.

Читать запись полностью »

На рис. 4.27 приведены годографы Uвн* проходных ВТП с воз­буждающей катушкой различной длины L для разных z при μr = 1. На этом же рисунке изображен годограф Uвн* ВТП с одно­родным полем (l*→∞). Модуль Uвн* ВТП с разнесенными катуш­ками (z* = 2,0) больше модуля Uвн* ВТП с однородным полем, а для ВТП с совмещенными катушками (z = 0) он меньше. Это оз­начает, что относительная чувствительность ВТП с совмещенными короткими катушками меньше, а с разнесенными больше относительной чувствительности ВТП с однородным полем» Анализ ВТП с совмещенными катушками показывает, что увеличение l* эквивалентно возрастанию коэффициента заполнения η).

Читать запись полностью »

Читать запись полностью »

Чтобы получить выражение для векторного потенциала одно­слойной возбуждающей катушки произвольной длины l (рис. 4.26), необходимо векторный потенциал от элемента катушки dl

Читать запись полностью »

Граничные условия для преобразованного векторного потенциа­ла А*, так же как и для исходного А, определяются из равенства составляющих напряженности электрического Еφ и магнитного Нz
полей на поверхности цилиндра:

Читать запись полностью »

Для этого используем урав­нение (1.32) для векторного по­тенциала А, которое в цилиндри­ческой  системе координат имеет вид:

Читать запись полностью »

В практике вихретокового контроля иногда применяют возбуж­дающие катушки ВТП с небольшим отношением длины к диамет­ру, в частности при контроле труб большого диаметра, при исполь­зовании параметрических ВТП и в ряде случаев исходя из кон­структивных соображений. Такие ВТП создают неоднородное магнитное поле, а следовательно, приведенные ранее зависимости на­пряжения проходных ВТП от параметров цилиндрических ОК ис­пользовать нельзя.

Читать запись полностью »

Для определения напряжения внутреннего проходного ВТП при контроле   многослойных труб можно воспользоваться рекуррент­ными формулами, приведенными в справочниках.

Читать запись полностью »

Читать запись полностью »

На рис. 4.24 приведены годографы Uвн* = U* – j внутреннего проходного ВТП для неферромагнитных труб с различным отно­шением α21 = R2/R1. На этом графике сплошными линиями изо­бражены зависимости Uвн*(α21) для различных значений обобщен­ного параметра x22=k2R2. Предельная  штрихпунктирная  линия, представляющая полуокружность, со­ответствует годографу для бесконеч­но тонкой трубы. Штриховые линии соединяют точки годографов, соответ­ствующие α21 = const, т. е. относятся к трубам с одинаковой толщиной стенки, но с различными значениями а. Левая сплошная линия (α21 = 0) представляет годограф для массивно­го однородного объекта с цилиндриче­ской полостью.

Читать запись полностью »

При контроле полых цилиндрических объектов (трубы, балло­ны, детали с цилиндрическими отверстиями и т. п.) в ряде случаев целесообразно использовать внутренние проходные ВТП, возбуж­дающие катушки которых имеют большое отношение длины к диа­метру, (см. рис. 4.6). Для такого проходного ВТП, находящегося внутри проводящей трубы с внешним радиусом R1 и внутренним радиусом R2, справедливо уравнение (4.8). Решая это уравнение с использованием граничных условий, получаем выражения для векторного потенциал А в полости трубы (в точках размещения витков измерительной обмотки):

Читать запись полностью »

Заканчивая рассмотрение наружных проходных ВТП с одно­родным полем, отметим, что их важным достоинством является то, что радиальные перемещения длинных однородных контролируе­мых цилиндров внутри ВТП практически не влияют на напряже­ние измерительной обмотки.

Читать запись полностью »

На рис. 4.23 приведены годографы Uвн*  для  биметаллических неферромагнитных цилиндров с различным отношением радиусов α12 = R1/R2 и параметров γ12 = k1/k2 при коэффициенте заполне­ния η = 1 и μ1r1 = μ1r2 = 1. Штрихпунктирной кривой изображен го­дограф для однородного цилиндра с σ= σ2, сплошными кривыми – го­дографы, соответствующие биме­таллическому цилиндру для x22 = 2 и 7 при γ12 = 0,25; 0,5; 2,6; 4,0. Для сравнения на этом же графике по­строен годограф Uвн* (штриховая кривая), соответствующий трубам с различными значениями α12.

Читать запись полностью »

Из рис. 4.22 следует, что с уменьшением толщины стенки тру­бы, т. е. с возрастанием отношения α12 = R1/R2, чувствительность к изменению всех трех параметров (R1, R2 и σ) увеличивается. Од­нако следует иметь в виду, что для тонкостенных труб годографы Uвн*(σ) и Uвн*(Т) практически совпадают, поэтому раздельный контроль удельной электрической проводимости и толщины стенки тонкостенных труб невозможен. Понятие тонкостенности труб от­носительно, оно зависит от значения обобщенного параметра x22, Так, для x22 < 5 трубы с α12 > 0,9 можно считать тонкостенными, для них годографы Uвн*(σ) и Uвн*(Т) почти сливаются, а для x22 > 10 даже трубы с α12 = 0,95 нельзя считать тонкостенными.

Читать запись полностью »

Для определения оптималь­ных условий контроля парамет­ров труб необходимо знать и чувствительность наружного про­ходного ВТП к изменениям этих параметров. Выражения для от­носительной комплексной чувст­вительности наружного проход­ного ВТП к изменениям пара­метров неферромагнитной трубы:

Читать запись полностью »

Если в наружном проходном ВТП с однородным магнитным по­лем находится труба (из проводящего материала), то относитель­ное вносимое напряжение определяется также формулой (4.19), только выражение для μЭф1 в этом случае более сложное:

Читать запись полностью »

Таким образом, наилучшие условия для контроля радиуса ци­линдра соответствуют большим значениям х; для контроля маг­нитной проницаемости – малым значениям х; а для контроля удельной электрической проводимости – значению х~2,5.

Читать запись полностью »