Способ бесконтактного измерения электропроводности цилиндрических проводящих немагнитных образцов

 

СПОСОБ БЕСКОНТАКТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПРОВОДЯЩИХ НЕМАГНИТНЫХ ОБРАЗЦОВ , включаяхций возбуждение в образце вихревыхтоков переменным магнитHbjM полем, создаваемым катзппкой возбуждения , компенса,цию ЭДС, возникающей в измерительной катушке под действием переменного магнитого поля, определение фазы по разности измерительных сигналов и измерение разности фаз между ними, отличающийся тем, что, с целью повышения точности путем устранения влияния поперечной составлякщей электропроводности переменное магнитное поле прикладывают перпендикулярно оси образца. эо :о

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) з(50 G 01 R 33/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛБСТВУ фв Ф, . ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2942582/18-21 (22) 20.06.80 (46) 30.03.84. Бюл. № 12 (72) А.А.Авраменко, В.П.Себко и В.И.Тюпа (71) Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В.И.ленина (53) 621.3.089. 5(088.8) (56) Патент США ¹ 3936734, кл. G 01 R 33/12, опублик. 1976.

2. Клюев В.В.. Приборы для неразрушающего койтроля материалов и из-. делий. М., "Машиностроение", 1976, т. 2, с. 91-112.

/ (54.) (57) СПОСОБ БЕСКОНТАКТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПРОВОДЯЩИХ НЕИАГНИТНЦХ. ОБРАЗЦОВ, включающий возбуждение в образце вихревых- токов перемейным магнитным полем, создаваемым катушкой возбуждения, компенсацию ЭДС, возникающей в измерительной катушке под действием переменного магнитого поля, определение фазы по разности измерительных сигналов и измерение раз, ности фаз между ними, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности путем устранения влияния поперечной составляющей электропроводности, переменное магнитное поле прикладывают перпендикулярно оси образца.

1083140

Изобретение относится к электроиэмерительной технике и может быть использовано для неразрушающего, контроля немагнитных материалов и изделий из них. 5

Известен способ бесконтактного измерения электропроводности объекта из немагнитных материалов, за/ ключающийся в измерении фазового угла между сигналом возбуждающей 10 катушки и сигналом измерительных катушек, по величине которого судят об удельной электропроводности материала, при этом зазор между измерительной головкой и поверх- 15 ностью объекта регулируют до тех пор, пока фазовьпЪ .угол между сигналами не будет минимальным .(1) .

Недостаток способа заключается в низкой точности измерений. 20

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ бесконтактного измерения электропроводности проводящих материалов, 25 включающий возбуждение в образце вихревых токов переменным магнитным полем, создаваемым катушкой возбуждения, и определение активной и реактивной составляющих ЭДС, вносимых в измерительную катушку с последующим определением электропроводности с учетом измеренных параметров Pj .

Однако этот способ характеризуется невысокой точностью измерений.

Цель изобретения — повьппение точности путем устранения влияния поперечной составляющей электропроводности.

1 40

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу бесконтактного измерения электропроводности цилиндрических проводящих немагнитных образцов, включающему возбуждение в образце вихревых токов пере45 менным магнитным полем, создаваемым катушкой возбуждения, компенсацию ЭДС, возникающей в измерительной катушке под действием переменного магнитного поля, определение фазы по разнос- 50 ти измерительных сигналов и измерение разности фаз между ними, переменное магнитное поле прикладывают перпендикулярно оси образца.

Отличительными признаками способа являются приложение переменного магнитного поля перпендикулярно оси образца.

На фиг. 1 изображена схема устройства, реализующая способ; на фиг. 2 — расположение образца, а также расположение возбуждающей и измерительной катушек, на фиг. 3 график зависимости обратной величины тангенса угла сдвига фаз между разностью ЭДС, первой и второй измерительных катушек и ЭДС второй измерительной катушки (@фу) обобщенного параметра у. а42

=а где а — радиус образца; глубина проникновения однородного переменного магнитного поля

P„ — относительная. магнитная проницаемость образца, Яп — магнитная постоянная; — электропроводность образца, CO — циклическая частота однородного переменного магнитного поля.

Устройство содержит катушки 1

Гельмгольца, использованные в качестве источника однородного переменного возбуждающего магнитого поля, в которое помещен немагнитный проводящий образец 2 таким образом, чтобы это поле было направлено перпендикулярно к оси образца, первую измерительную катушку 3, установленную таким образом, что ее ось совпадает с направлением поля и перпендикулярна к оси образца 2, вторую измерительную катушку, выполненную в виде вторичной обмотки 4 взаимоиндуктивностн с однородным магнитным полем амперметр 5, сопротивление 6, генератор 7 переменного тока и фазометр 8.

Способ осуществляют следукщим образом.

Генератором 7 устанавливают частоту возбуждающего тока, величину которого регулируют сопротивлением 6 и регистрируют амперметром 5.

Фаэометром 8 измеряют угол сдвига фаз между ЭДС последовательно-встреч. но включенными измерительной катушки 3 и вторичной обмотки 4. взаимоиндуктивности и ЭДС вторичной обмотки 4 взаимоиндуктивности.

Определяют такгенс этого угла и

его обратную величину 1/й8ф, затем

3 1083140 по графику (фиг. 3) определяют величину обобщенного параметра У.

Подставляя значение У в форму- лу (1), определяют удельную электропроводность образца 2 по формуле

6.=

to otuhhu o2

2345678 УЮ Ьг л

Фиг.2

Составитель М Кузнецова

Тежред М.Тенер Корректор О.Тигор

Редактор О.Сопко

Заказ 1737/40 Тираж 711

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1.13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г,Ужгород, ул.Проектная, 4 где р о, р а — константы.

Пример. Показания приборов. ф= 30,2

Образец изготовлен из материала Х18Н9Т при а = 19 10 М, М, = 1, 3

4 = 3000 Гц.

Определяют величины

tg ф = 0,582

1/tgQ = 1,718

У = 3,4 (фиг. 3)

По формуле (2) определяют (3 4)

4 u ° 10 1 2Т 3000 ° 361 " 1О

= 0,135 ° 10 см/м

Предлагаемьй способ обладает бо.. лее высокой точностью измерейий, так как результаты измерений не зависят от зазора между измерительI5 ной катушкой и образцом.