Вихревое поле и его свойства

ВИХРЕВОЕ ПОЛЕ И ЕГО СВОЙСТВА [c.39]

Электроиндуктивный метод. Если в магнитное поле катушки, через которую проходит переменный ток, поместить исследуемый объект, то в нем возникнут вихревые токи, созда-юш,ие переменное магнитное поле. Это поле взаимодействует с полем катушки, образуя результирующее поле. Результирующее поле зависит от параметров возбуждающей катушки, ее расположения, силы и. частоты проходящего через нее переменного тока, размеров и формы объекта и его физических свойств, химического состава, структуры, внутренних напряжений и т. д. [c.196]

Пр 1 испытании с помощью вихревого тока испытуемый образец вводится в зону действия магнитного поля контрольной катушки. Испытуемый образец с его определенными электрическими и магнитными свойствами, его размерами и дефектами материала изменяет первоначальное магнитное поле измерительной катушки вследствие наложения собственного магнитного поля. Обратное действие магнитного поля, образованного испытуемым образцом, на магнитное поле измерительной катушки можно представить (изобразить) в аспекте кажущегося электросопротивления или кажущегося напряжения. При использовании катушек с одной обмоткой измеряется изменение кажущегося электросопротивления, при катушках с первичной и вторичной обмотками измеряется [c.228]

Все свойства соленоидального поля автоматически переносятся на поле вихря Теорема о постоянстве интенсивности векторных трубок для вихревого поля была получена Гельмгольцем и носит его имя. Векторные трубки поля вихря скорости называют вихревыми трубками. [c.109]

Потери энергии на вихревые токи зависят от удельного электрического сопротивления магнитного материала. Чем оно больше, тем меньше потери на вихревые токи. Потери на вихревые токи зависят также от свойств магнитного материала А и его объема V. Они также пропорциональны квадратам магнитной индукции Вм и частоты / переменного магнитного поля, т. е. [c.75]

Во всех трех рассмотренных примерах контролируемый объект необходимо поместить в электрическое Поле воздействие его на свойства поля определяется и анализируется. Обычно измеряется положение объекта относительно зонда, возбуждающего электрическое поле. В некоторых случаях следует использовать два зонда. В зависимости от целей контроля можно измерять положение детали, ее размеры, толщину и другие характеристики. Системы, использующие вихревые токи, можно применять при контроле внутренней структуры объекта, т.е. для определения трещин, раковин и других дефектов в металле. [c.472]

Вихретоковый метод выявления поверхностных и подповерхностных дефектов основан на возбуждении в контролируемом изделии (или на его участках) вихревых токов и регистрации изменений создаваемых им переменных электромагнитных полей, связанных с нарушениями сплошности металла. Реализация метода осуществляется с помощью бесконтактных вихретоковых преобразователей (ВШ), представляющих собой катушки индуктивности с отдельными или индуктивно связанными обмотками. Для контроля все изделие или его часть помещают в поле датчика. Вихревые токи возбуждают переменным магнитным потоком Фо. Информацию о свойствах изделия датчик получает через магнитный поток Фg. [c.282]

В реальных условиях эксперимента частицы переносятся масляно-воздушной смесью, имеющей резко выраженный нестационарный характер течения, поэтому в момент прохождения через катушку они будут совершенно случайным образом ориентированы относительно ее оси. Поскольку реальным частицам износа присуща анизотропия формы, датчик будет реагировать не только на изменение размера и магнитных свойств частиц, но также и на изменение их положения по отношению к вектору индукции магнитного поля, который направлен вдоль оси катушки. Если, например, стальная частица в виде плоской тонкой чешуйки займет положение, при котором ее плоскость окажется перпендикулярной силовым линиям магнитного поля, то эффективная площадь контура вихревого тока и размагничивающий фактор частицы будут иметь наибольшие возможные значения. Вследствие этого вклад составляющих вихревого тока в увеличение активной и индуктивной проводимостей резонансного контура будет максимальным, а вклад тока намагничивания в увеличение емкостной проводимости -минимальным. Наоборот, если плоскость частицы окажется параллельной силовым линиям магнитного поля, то площадь контура вихревого тока и размагничивающий фактор частицы примут наименьшие значения. Магнитная восприимчивость частицы резко возрастет, а действие вихревого тока ослабится. В результате активная проводимость резонансного контура уменьшится, а его емкостная проводимость резко увеличится. [c.299]

Вихретоковые методы основаны на взаимодействии внешнего электромагнитного поля с электромагнитным полем вихревых токов, которые наводятся возбуждающей катушкой в электропроводящем контролируемом объекте. Иначе данные методы назьшаются электромагнитными методами контроля. При контроле используется зависимость амплитуды, фазы, переходных характеристик и спектра частот токов, возбуждаемых в изделии, от сплошности материала изделия, его физико-механических свойств, расстояния до датчика, скорости перемещения датчика и т. д. Метод контроля используют для обнаружения непроваров, трещин, несплавлений в изделиях из алюминиевых, сплавов, низколегированных сталей, титановых сплавов и других немагнитных и ма1 нитных электропроводных материалов. [c.198]

Индукционный нагрев металла достигается путем индуцирования вихревых токов. Электромагнитное поле создается индуктором, подключенным через трансформатор напряжения к источнику переменного тока. Источниками питания током могут служить машинные генераторы и тиристорные преобразователи (до 10 ООО Гц). Чем больше частота тока, тем меньше глубина проникновения его в проводник и, следовательно, тем меньше глубина закалки. Распределение тока по сечению проводника зависит от его природы и свойств. Нагрев токами высокой частоты осуществляется следующим образом. Изделие, подлежащее нагреву, помещают внутри спирали из медной трубки (рис. 10.1), т. е. в индуктор. Через [c.215]

Что же касается процесса намагничивания ферромагнетика, то ожидать синхронности между скоростью его намагничивания и скоростью изменения намагничивающего поля в этом случае нельзя. Магнитные свойства ферромагнитных тел как в процессе намагничивания, так и при постоянной величине внешнего магнитного поля существенно зависят от времени. Объяснение этому следует искать прежде всего в следующем. При намагничивании ферромагнетика импульсным полем, помимо токов Фуко, возникают специфические микроскопические вихревые токи (за счет процессов смещения границ между доменами и процессов вращения векторов намагниченности). Вихревые токи создают дополнительное обратное магнитное поле, тормозящее процесс намагничивания. Наблюдается так называемое магнитное запаздывание. [c.102]

Косвенный характер контроля. Некоторые специфические проблемы применения этого метода возникают вследствие косвенного характера контроля. Вихревые токи возникают в металлическом испытуемом образце при помещении его в магнитное поле переменного тока индукционной катушки. На прохождение тока влияют электрические свойства и форма испытуемого образца или наличие несплошностей и дефектов. В свою очередь изменение величины вихревых токов влияет на импеданс возбуждающей катушки или изменяет индуцированное напряжение датчика. Таким образом, влияние испытуемого образца может проявляться через изменение импеданса датчика. Вихретоковые испытания являются косвенными испытаниями, они не измеряют непосредственно любую конкретную характеристику образца. Скорее они определяют некоторую весовую функцию прохождения тока, которая косвенно связана с состоянием испытуемого образца. Эта весовая функция зависит от конструкции датчика, рабочей частоты и свойств испытуемого образца. В результате если изменяются условия испытаний, то становится трудно или почти невозможно определить отдельные контролируемые параметры по сигналу, получаемому при одночастотном методе, при котором возможно определение только одного или двух параметров. [c.360]

Вихревое поле и его свойства. Состояние движения жидкости называется вихревым, если существуют области, в точках которых вихрь скорости отличен от нуля введем в дальнейшем для краткости обозначение rott = Q, так что [c.38]

Индукционная структуроскопия, помогая тем и другим, позволяет проконтролировать состояние и качество структуры материала без его разрушения, оценить механические характеристики, например прочность, прогнозировать состояние материала при эксплуатации машин. Каждая из этих проблем очень сложна, хотя бы потому, что электрические и магнитные свойства сплавов зависят от свойств фаз, величины кристаллов, их формы, взаимного расположения, количества вакансий и дислокаций. Особенности метода вихревых токов накладывают свои ограничения на методику испытаний. Вихревые токи наводятся с помощью катушек индуктивности, питающихся током частотой от нескольких герц до десяти и более мегагерц. Катушки не только наводят вихревые токи, но и регистрируют изменения магнитного поля вихревых токов, получая информацию об изменении электромагнитных характеристик и, следовательно, структуры материала. Расшифровка этой информации затруднена тем, что она содержит также сведения о зазоре между датчиком и контролируемым материалом, кривизне контролируемой поверхности, близости датчика к краю детали, ее толщине и т. д. [c.6]

Магнитно-мягкими являются ферромагнитные материалы (чистое железо и его сплавы с кремнием, никелем, кобальтом или алюминием, кремнием и алюминием, хромом и алюминием), отличительными чертами которых являются высокая магнитная проницаемость, низкая коэрцитивная сила (Н от десятых долей до 100- 150 А/м), малые потери на вихревые токи при перемагничивании, узкая и высокая петля гистерезиса, сравнительно большое электрическое сопротивление. Такие материалы быстро намагничиваются в магнитном поле, но так же быстро теряют свои магнитные свойства при его снятии. Свойства магнитно-мягких материалов сильно зависят от наличия дефектов, создаваемых загрязнениями, внутренними напряжениями и искажениями кристаллической решетки используемых металлов и сплавов. Примеси серы, фосфора, кремния и марганца, от которых не удается освободить литое железо даже при его вакуумной переплавке, существенно увеличивают потери на гистерезис. Использование высокочистых карбонильных или электролитических порошков железа и особенно его сплавов с никелем или кобальтом позволяет получать магнитные материалы, более точные по составу и с лучшими свойствами. Весьма эффективно производство спеченных магнитов из трудноде-формируемых сплавов например, при прокатке порошков в ленту толщиной до 30 мкм обеспечивается выход годного до 95 %, тогда как в случае получения такой же ленты из литого металла - 40 %. [c.207]

Во второй половине XIX в. появилось учение о вихреном двин<с-нии жидкости, создателем которого справедливо считают Гельмгольца, указавшего в 1858 г. основные свойства вихрей в идеальной жидкости. Само понятие вихря и его интерпретация, как угловой скорости вращения жидкого элемента в целом, были даны раньше Коши в 1815 г. и Стоксом в 1847 г. возможность движения без потенциала скоростей была указана Эйлером еще в 1775 г. Теория вихрей имеет обширную литературу, в которой тесно переплетаются вопросы гидродинамики с аналогиями в области электричества и магнетизма. Магнитные линии вокруг электрического проводника эквивалентны линиям тока вокруг вихревой нити (теорема Био — Савара служит основой как для расчета движения жидкости вокруг вихревых линий, так и для расчета магнитного поля вокруг электрического тока). Теория вихрей сыграла большую роль в развитии динамики атмосферы, теории крыла самолета, теории пропеллера и корабельного винта и др. Об этих приложениях, получивших особенное развитие в работах русских ученых (Н. Е. Жуковского — по вихревой теории винта и А. А. Фридмана — по вихрям в атмосфере), будет упомяпуто в следующем параграфе. [c.26]

Электромагнитный метод (метод вихревых токов) основан на регистрации изменений электромагнитного ноля вихревых токов, наводимых возбуждающей катушкой в электропроводяш,ем объекте контроля. Интенсивность и распределение вихревых токов в объекте зависит от его геометрических, электромагнитных параметров и от взаимного расположения измерительного вихретокового преобразователя (ВТП) и объекта. В качестве преобразователя используют обычно индуктивные катушки (одну или несколько). Синусоидальный или импульсный ток, действуюш,ий в катушках ВТП, создает электромагнитное поле, которое возбуждает вихревые токи в электропроводящем объекте. Электромагнитное поле вихревых токов воздействует на катушки преобразователя, наводя в них ЭДС или изменяя их полное сопротивление. Регистрируя напряжение на зажимах катушки пли их сопротивление, получают информацию о свойствах объекта и о иоложенпи преобразователя относительно него. [c.91]

Характер распространения вихревых токов в испытуемых объектах, а следовательно, и их отклики — обратное воздействие на электрические параметры датчика — зависят от частоты возбуждающего тока, от физических свойств материала испытуемого объекта, а именно его электропроводности и характера из.менения магнитной проницаемости, от геометрических факторов, т. е. размеров объекта (испытуемого изделия) и нарушения сплошности материала изделия, от взаимного расположения детали и катушки. Вследствие скин-эффекта плотность вихревьк токов убывает по мере удаления от поверхности. Чем выше частота возбуждающего поля, те.м интенсивнее убывает плотность вихревых токов по мере удаления от поверхности изделия. [c.35]

Заметим, что это не следует только из факта существования идеальной проводимости (т. е. ст = оо), хотя идеальная проводимость приводит к похожему свойству если идеальный проводник, находившийся вначале при нулевом магнитном поле, поместить в поле (или включить поле), то по закону электромагнитной индукции Фарадея должны возникнуть вихревые токи, благодаря которым поле внутри проводника обратится в нуль. Однако, если магнитное поле уже имеется в проводнике, те же токи препятствуют его выталкиванию. Если поместить образец в область, где нет магнитного поля (или выключить поле), в нем возникают вихревые токи, которые поддерживают существование попя в образце. Следовательно, идеальная проводимость обеспечивает существование не зависящего от времени магнитного поля внутри проводника, но не она определяет величину этого поля. В сверхпроводнике же поле оказывается не просто не зависящим от времени, а равным нулю. Ниже, когда мы будем обсуждать уравнение Лондонов, мы проведем несколько более количественное исследование взаимосвязи между идеальной проводимостью и эффектом Мейснера. [c.345]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...