1.2 Магнітний метод контролю
Магнітні товщиноміри призначені для контролю товщини захисного покриття на виробах з феромагнітних матеріалів або для вимірювання товщини феромагнітних листів.
Магнітний вид неруйнівного контролю застосовують в основному для контролю виробів із феромагнітних матеріалів, які здатні суттєво змінювати свої магнітні характеристики під дією зовнішнього (намагнічуючого) магнітного поля. Операція намагнічування (переміщення виробу в магнітне поле) при цьому виді контролі є обов'язковою.
В залежності від конкретних задач неруйнівного контролю, марки контролюючого матеріалу, необхідної продуктивності методу можуть використовуватися ті чи інші первинні інформативні параметри.
За способом отримання первинної інформації розрізняють наступні методи магнітного виду контролю: магнітопорошковий, магнітографічний, ферозондовий ефект Холла, індукційний, пондеромоторний, магніторезисторний. З їх допомогою можна здійснити контроль: суцільності (метод дефектоскопії), розмірів, структури і механічних властивостей.
Із геометричних параметрів за допомогою магнітних методів найбільш часто визначають товщину немагнітного покриття на магнітній основі, товщину стінок виробів із магнітних і немагнітних матеріалів.
Ферозонд - магніточутливий перетворювач градієнта чи напруженості магнітного поля в електричний сигнал. Призначений для вимірювання напруженості магнітного поля чи його градієнта. Ферозонд складається з одної частини чи двох частин - напівзондів. Кожен напівзонд має магнітом'який (пермалоєвий) сердечник і дві обмотки: одну, збуджуючу змінне поле, яким намагнічується сердечник, а другу - індикаторну. Величина ЕРС на виході індикаторних обмоток пропорційна градієнту чи напруженості вимірюючого остійного магнітного поля, в якому знаходиться ферозонд.
В ферозонді-полімері збуджуючі первинні напівобмотки з'єднують зустрічно, а індикаторні (вторинні) - послідовно. Збуджуючі обмотки живляться змінним струмом частотою від десятків герц до сотень кілогерц.
В ферозонді-градієнтомірі збуджуючі обмотки з'єднані послідовно, а індикаторні - зустрічно.
Далі розглянемо фізичні основи магнітної товщинометрії. В магнітних товщиномірах використовується залежність магнітного опору ділянки магнітного кола від зазору, що ілюструється за допомогою рис.1.3. При малому зазорі δ поле в магнітопроводі і зазорі однорідне і тоді, згідно закону повного струму [1]
НСТІСТ + Н0δ = Іw (1.5)
Де Іст - довжина магнітопроводу перетворювача;
w - число витків обмотки;
Нст,Но - напруженість магнітного поля в осерді і зазорів відповідно;
І — струм обмотки збудження.
Якщо зазор малий (δ « Іст), то Всm = В0 і напруженість магнітного поля в осерді:
(1.6)
де μr - відносна магнітна проникність матеріалу осердя.
При цих умовах і з врахуванням (1.6) рівняння (1.5) набуває вигляду
(1.7)
а
залежність магнітної індукції від
зазору записується формулою:
(1.8)
Рисунок 1.2 – Схема ферозонда для вимірювання напруженості магнітного поля
Рисунок 1.3 – Ілюстрація принципу магнітної товщинометрії