Мешающие факторы при контроле деталей на сплошность

В процессе контроля на сигнал датчика могут ока­зывать влияние различные факторы. Два из них мы рассмотрели при анализе рис. 5.8 — это изменение электропроводности и наличие несплошности. Если контроль проводят с целью выявле­ния трещин, а материал детали имеет резко выраженную струк­турную неоднородность, то обусловленные ею колебания электро­проводности от участка к участку детали могут привести к таким значительным изменениям сигнала датчика, что на их фоне практически невозможно будет заметить сигнал от трещины. Осо­бенно сильно влияет на сигнал неоднородность свойств магнит­ных материалов. При выявлении дефектов структурная неодно­родность материала детали является фактором, мешающим про­ведению контроля.

Влияние других мешающих факторов, связанных с изменением формы контролируемой зоны и положения датчика относительно детали, на сигнал рассмотрено на рис. 5.9 с помощью годографов Z (о, h’, ер, х, d). В отличие от рис. 5.8 на рис. 5.9 по осям отло­жены не сопротивления датчика wL и /?, а вносимые нормиро­ванные сопротивления » ~ур (начало координат пере-

„ W..f> 1{0

несено в точку а = 0 с координатами ~~ , ~~~ 1 .

Датчик, плотно прижатый к поверхности детали, показан на, рис. 5.9, а. В металл проникает некоторая часть его магнитного потока Фон Сигнал датчика при увеличении частоты возбуждения и электропроводности материала изменяется по годографу вниз. При /о^-оо (случай возбуждения ВТ в сверхпроводнике или воз­буждения ВТ в проводнике, но на сверхвысокой частоте) наблю-

дается полное отражение металлом возбуждающего потока: Фп = Фо. При этом создается максимально возможная для дан­ной конструкции датчика вносимая индуктивности ЕШ1тах. а вно­симое активное сопротивление равно пулю.

При изменении формы зоны контроля и положения относи­тельно нее датчика изменяется магнитный поток, проникающий в металл Ф0, изменяются также плотность ВТ, магнитный поток ВТ Фв, потери мощности на ВТ Рв и, следовательно, составляю­щие сигнала датчика Rm.

Если датчик отвести от детали на некоторое расстояние Ь! (рис. 5.9, б) и изменять частоту или электропроводность в преде­лах 0—оо, то сигнал датчика будет изменяться по другому, меньшему, годографу 2остающемуся подобным годографу 7, для которого h’ = 0.

При отводе датчика от металла (если не менять электропро­водность и частоту) сигнал изменяется по линии Z(h’), близкой к прямой, идущей в начало координат. Каждой точке годографа Z(a, f) соответствует своя линия отвода датчика Z (h’). Если дат­чик удалить от детали на значительное расстояние, то сигнал, обусловленный деталью, будет равен нулю, что соответствует точке о = 0.

При расчетах обычно используют не расстояние! г’ от повер­хности детали до торца датчика, а расстояние до среднего витка h = h’+b.

Перекос датчика относительно детали (рис. 5.9, в) также уменьшает значение потока, проникающего в деталь. Значение сигнала в этом случае уменьшается по годографу Z(o).

Уменьшается поток, возбуждающий ВТ, при сходе датчика на край детали (рис. 5.9, г). Сигнал в этом случае уменьшается до нуля по годографу Z(xі).

Если радиус прутка, трубы (рис. 5.9, <?) уменьшать от г = оо до г = 0′, то сигнал датчика будет уменьшаться по годографу Z(r), также идущему в начало координат. Стрелки указывают наиравлейия изменения ZBU при увеличении переменной г и дру­гих переменных.

При приближении датчика к выступу (рис. 5.9, е) или при по­гружении его в паз или в отверстие значение потока, проникающего в деталь, по сравнению со случаем, изображенным на рис. 5.9, а, увеличивается. Это приводит к росту сигнала датчика до некото­рой величины по годографу Z(x2) вниз.

Уменьшение толщины детали d (рис. 5.9, ж) в пределах глу­бины проникновения ВТ (d<yo) изменяет сигнал датчика по годографу Z{d), заканчивающемуся в начале координат.

Если приближать датчик к магнитной детали, например к болту (рис. 5.9, з), то начиная с некоторого расстояния х3 часть потока будет проходить не по воздуху, а по магнитопроводу, обладающему меньшим магнитным сопротивлением. Это приведет к росту общего потока датчика. Кроме того, в магнитном болте возбуждаются ВТ, вследствие чего значительно возрастают по­тери мощности. Поэтому сигнал датчика по мере приближения к болту изменяется по годографу Z(Л’3) , идущему вверх.

В каждом пз рассмотренных на рис. 5.9. случаев ВТ возбуж­даются различными по значению магнитными потоками Фои Ф02, 0оз."• и годографы изменения Zmi под влиянием мешающих факторов получаются разными. Очевидно, что при контроле детали все мешающие факторы могут проявиться и вызвать сиг­нал больший, чем сигнал о несплошпости. Если бы не были раз­работаны способы уменьшения влияния на показания дефекто­скопов мешающих факторов, то практическое применение метода ВТ было бы невозможным.

Однако каждый мешающий фактор по-своему меняет полное вносимое сопротивление. Поэтому уменьшить влияние всех их одним способом не удается.

Несколько способов уменьшения влияния мешающих факторов изложены при описании дефектоскопов.

Рассмотренные для накладного параметрического цилиндри­ческого (без сердечника) датчика закономерности изменения вносимых сопротивлений являются общими почти для всех типов датчиков.