2.1. Условные обозначения феррозондовых преобразователей

Феррозондовые преобразователи позволяют сформировать сигнал о сос-тоянии поверхности объекта контроля, являются неотъемлемой частью феррозондового прибора, используются для контроля ОК (ФП-градиентометры) и измерения параметров магнитного поля (ФП-полемеры). Перечень применяемых феррозондовых преобразователей приведен в табл. 2.1.

Таблица 2.1

Обозначение и характеристики феррозондовых преобразователей

Обозначение ФП	Назначение
1	2
Р2/3Нг (МДФ 9405.30)	ФП-градиентометр с базой 3 мм
Р2/4Нг (МДФ 9405.130)	ФП-градиентометр с базой 4 мм
Р2/3Тп (МДФ 9405.30-02)	ФП-полемер с базой 3 мм для измерения тангенциальной составляющей напряженности магнитного поля до 3000 А/м
Р2/4Нп (МДФ 9405.130-01)	ФП-полемер с базой 4 мм для измерения нормальной составляющей напряженности магнитного поля до 3000 А/м
Р2/5Тп (МПФ 205)	ФП-полемер с базой 5 мм для измерения тангенциальной составляющей напряженности магнитного поля до 25000 А/м

Окончание табл. 2.1

1	2
Р2/5Нп (МПФ 206)	ФП-полемер с базой 5 мм для измерения нормальной составляющей напряженности магнитного поля до 25000 А/м
Р2/7Нг (МПФ 207)	ФП-градиентометр с базой 7 мм

Примечание. Пример расшифровки условного обозначения преобразователя: Р2/3Нг, где Р2 – преобразователь, 3 – значение базы преобразователя, Н – составляющая (нормальная или тангенциальная) напряженности поля, г – назначение преобразователя (градиентометр или полемер).

2.2. Конструкция феррозондовых преобразователей

Ф

Рис. 2.1. Устройство феррозондового преобразователя:

1 – пермаллоевые стержни;

2 – метка на корпусе

еррозондовый преобразователь (см. подразд. 1.1) содержит два параллельных стержня из магнитомягкого сплава (пермаллоя), на которые намотаны катушки. Расстояние Δx между стержнями называется базой ФП (рис. 2.1). диаметр стержней значительно меньше их длины l (диаметр равен 0,1 – 0,15 мм, длина – 7 мм), вследствие этого стержни намагничиваются продольным магнитным полем (вектор напряженности направлен вдоль стержней) и не намагничиваются ортогональным (вектор напряженности направлен перпендикулярно стержням) магнитным полем. Конструкция феррозондов-полемеров и феррозондов-градиентометров одинакова.

2.3. Принцип работы феррозондовых преобразователей

Принцип работы феррозондового преобразователя в классическом представлении показан на рис. 1.1, где каждый полузонд снабжен двумя обмотками: рабочей и измерительной. схема преобразователя с одной обмоткой на каждом полузонде представлена на рис. 2.1. при этом принцип работы преобразователя не изменяется, так как наложение магнитных полей (возбуждающего и измеряемого) происходит в сердечнике преобразователя, в частности феррозонда-градиентометра, а соответствующее формирование его выходного сигнала производится за счет дифференциального включения обмоток полузондов и дальнейшей обработки его в электронной части прибора.

п

Рис. 2.2. Положение ФП на поверхности ОК при контроле: – вектор, параметры которого измеряются; H_x, H_y, H_z – проекции вектора на координатные оси; H_τ – проекция вектора на плоскость x0y (танген-

циальная составляющая )

оложение преобразователя на плоской поверхности контролируемого объекта показано на рис. 2.2. Основание ФП лежит на поверхности ОК. система координат (x, y, z) «привязана» к детали и ОК (см. рис. 2.2).

Феррозонды-полемеры предназначены для измерения составляющих напряженности магнитного поля: ФП МДФ 9405.30-02 и МПФ 205 – для измерения тангенциальной составляющей напряженности, а МДФ 9405 130-01 и МПД 206 – нормальной (схема соединения катушек приведена в подразд. 1.1). направление составляющей поля (см. подразд. 2.2) определяет расположение пермаллоевых стержней в преобразователе (при измерении тангенциальной составляющей магнитного поля H_τ сердечники расположены параллельно основанию ФП, нормальной H_n – перпендикулярно). В рассматриваемом случае H_n реализуется координатной составляющей H_z, которая часто также называется нормальной и измеряется при постановке соответствующего преобразователя перпендикулярно объекту контроля. Для измерения тангенциальной составляющей напряженности создаваемого магнитного поля H_τ необходимо повернуть ФП вокруг его оси до получения максимального показания (тангенциальная составляющая является геометрической суммой координатных составляющих напряженности магнитного поля H_x и H_y).

При использовании преобразователей-градиентометров (МДФ 9405.30, МДФ 9405.130, МПФ 207) начало координат располагается в центре основания ФП. точки, в которых измеряются составляющие H_z для подсчета градиента по формуле [4]

, (2.1)

где Δx – конечное приращение координаты x – базы преобразователя, имеют следующие координаты (совпадают с серединой стержней ФП):

первая: x = Δx/2 = 2 мм, y = 0, z = h + l/2 = 4,3 мм;

вторая: x – Δx = –Δx/2 = –2 мм, y = 0, z = h + l/2 = 4,3 мм,

здесь h – расстояние между стержнями и основанием ФП, h = 0,8 мм;

Δx = 4 мм.

На корпус преобразователя наносится метка, которая указывает на то, что при положительных показаниях градиентометра значение H_z увеличивается в сторону метки.

На практике не оперируют двумя точками, а ориентировочно считают, что градиент напряженности магнитного поля измеряется в одной точке (в начале координат, см. рис. 2.2).