Типовые конструкции преобразователей

Электромагнитные измерительные преобразователи с магнитопроводами предназначены для контроля магнитных характеристик ферромагнитных изделий и образцов как замкнутой, так и разомкнутой формы, и не требуют предварительного нанесения намагничивающих и измерительных обмоток непосредственно на испытуемый образец.

Их принцип действия состоит в том, что основное магнитное поле (магнитный поток) создается не внутри, а вне образца в магнитопроводе преобразователя. Магнитопровод выполняется шихтованным, т.е. набранным из пластин тонколистовой электротехнической стали, обладающей высокой магнитной проницаемостью материала. Использование таких преобразователей для испытаний замкнутых образцов (кольцевой, эллиптической и других форм) а также изделий разомкнутой формы (полос, листов) удобно тем, что на результаты измерений не оказывает влияния размагничивающий фактор. При этом магнитная цепь «преобразователь – образец» оказывается замкнутой посредством магнитопроводов преобразователей.

Исследование теории работы электромагнитных преобразователей с магнитопроводами связано с расчетом их магнитных цепей. Схемы этих цепей зависят от конструктивных особенностей магнитопроводов в сочетании с конфигурацией и формами образцов. Рассмотрим наиболее характерные конструкции таких преобразователей.

Одним из типовых является относительно простое устройство для магнитных испытаний ферромагнитных образцов замкнутой формы, радиальная ширина которых намного превышает высоту [16, 17]. Устройство содержит магнитопровод, выполненный в виде шихтованного ферромагнитного стержня, в центре которого размещен каркас с намагничивающей и измерительной обмотками. По обе стороны от каркаса установлены две подвижные струбцины с упорными винтами, обеспечивающими контакт образцов с поверхностью магнитопровода.

Практические исследования такого преобразователя выявили наличие магнитных потоков рассеяния, влияющих на результаты магнитных испытаний [17]. Еще одним недостатком этого устройства является невозможность проведения магнитного контроля изделий разомкнутой формы.

Для устранения этих недостатков авторами разработан универсальный измерительный преобразователь с магнитопроводом [18, 19]. Конструкция преобразователя с размещенными на нем образцами замкнутой (кольцевой) и разомкнутой (полоса) форм приведена на рис. 5.1 и рис. 5.2 соответственно.

Преобразователь содержит центральный магнитопровод 1, выполненный в виде ферромагнитного шихтованного стержня с каркасом 2 для намагничивающей обмотки, и шихтованные полюсные наконечники 3.

На краях стержня расположены струбцины 4 с упорами 5 и пружинами 6. Струбцины предназначены для обеспечения плотного контакта испытуемого изделия с полюсными наконечниками 3, что обеспечивает минимальное магнитное сопротивление в месте их контакта. Струбцины вместе с наконечниками 3 могут перемещаться вдоль магнитопровода 1, что важно при магнитном контроле образцов различных размеров. Струбцины, охватывающие магнитопровод 1, выполнены с разрезом (воздушным зазором), препятствующим замыканию вихревых токов в них. Прижимные упоры 5 установлены в струбцинах 4 с возможностью фиксации в отжатом положении посредством пружин 6.

Дополнительно предусмотрены центрирующие приспособления 7 с направляющей 8 и упорными гайками 9, перемещающимися по винту 10. Они предназначены для центрирования образца при его установке относительно осей симметрии магнитопровода. Причем гайки 9 имеют форму, позволяющую центрировать образцы как замкнутой (рис. 5.1), так и разомкнутой формы (рис. 5.2). Каркасы 11 и 12 с секциями измерительной обмотки размещены на краях наконечников 3.