Измеритель электрической проводимости немагнитных материалов

 

Изобретение может быть использовано для измерения электрической проводимости немагнитных материалов и изделийо Измеритель электрической проводимости немагнитных материалов содержит генератор 1 переменного тока , вихретоковый преобразователь 2 с обмотками возбуждения и двумя измерительными , которые расположены соосно, параллельно и на фиксированном расстоянии относительно друг друга, фазовые детекторы 3, 4, линеаризатор 5, 1ЩФРОВОЙ индикатор 6, фазовращатель 7. ВихретоковьА сигнал является комплексной величиной, состоящей из активной и индуктивной составляющих вносимого полного напряжения трансформаторного преобразователя или вносимого полного сопротивления параметрического преобразователя соответственно В результате графоаналитического преобразования голографов вносимого напряжения дпя вихретокового преобразователя 2 с одинаковыми радиусами измерительной и возбуждающей обмоток со структурой последних , близкой к нитевидной, находят тангенс угла фазы вносимого напряжения , из которогонаходят удельную электрическую проводимость. Математические выражения приведены в описании изобретения., Измеритель имеет высокую точность измерения, 2 ип. .§ 4iib 4 Ю СО 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СО1.1ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (su< С 01 В. 27 26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ! (21) 41 54252/24-21 (22) 01. 12.86 (46) 07.12.88. Бюл. У 45 (71) 1Пжный филиал Всесоюзного теплотехнического научно-исследовательского института им. Ф.Э. Дзержинского (72) Б.И. Волков, А.В. Крыжановский и А.Л. Федоров (53) 621.317.332.3(088 .8) (56) Приборы для неразрушаницего контроля материалов и изделий. — Справочник под ред. В.В. Клюева. — М.: Машиностроение, 1976, с. 129.

Авторское свидетельство СССР

У 894544, кл. G 01 N 27/90, 1982. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОВОДИМОСТИ НЕМАГНИТННХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение может быть использовано для измерения электрической проводимости немагнитных материалов и изделий. Измеритель электрической проводимости немагнитных материалов содержит генератор 1 переменного тока, вихретоковый преобразователь 2 с обмотками возбуждения и двумя изме„„Я0„„1442937 А 1 рительными, которые расположены соосно, параллельно и на фиксированном расстоянии относительно друг друга, фазовые детекторы 3, 4, линеаризатор 5, цифровой индикатор S фазовращатель 7. Вихретоковый сигнал является комплексной величиной, состояшей из активной и индуктивной составляющих вносимого полного напряжения трансформаторного преобразователя или вносимого полного сопротивления параметрического преобразователя соответственно. В результате графоаналитического преобразования голографов вносимого напряжения для вихретокового преобразователя 2 с одинаковыми радиусами измерительной и возбуждаияцей обмоток со структурой последних, близкой к нитевидной, находят тангенс угла фазы вносимого напряжения, из которого находят удельную электрическую проводимость. Математические выражения приведены в описании изобретения. Измеритель имеет высокую точность измерения. 2 ил.

1442937

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения электрической проводимости немагнитных материалов и изделий.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

На фиг. 1 представлена блок-схема измерителя электрической проводимос- 1р ти; на фиг. 2 — блок-схема линеаризатора.

Измеритель электрической проводимости содержит генератор 1 переменного тока, вихретоковый преобразова- 15 тель 2, фаэовые детекторы 3 и 4, линеаризатор 5, цифровой индикатор 6 и регулируемый фазовращатель 7. При этом первый выход генератора 1 соединен с входом вихретокового преобра- 2О зователя 2, выходы которого соединены с информационными входами фазовых детекторов 3 и 4, опорные входы которых соединены с выходом фазовращателя 7, вход которого соединен с вто- 25 рым выходом генератора 1, выходы фазовых детекторов соединены с входами линеаризатора 5, выход которого соединен с входом индикатора 6.

BHxpP ToKoBbiH преобразователь со- 30 держит входную обмотку возбуждения и две выходные измерительные обмотки, расположенные соосно, параллельно и на фиксированном расстоянии друг относительно друга. 35

Измеритель работает слецующим об разом.

Переменный ток от генератора 1 поступает на вихретоковый преобразо-ватель 2, с выходов которого сигнал подается на первые входы фазовых детекторов 3 и 4„ а на их вторые входы сигнал подается через регулируемый фазовращатель 7 с выхода генератора 1.

С фазовых детекторов 3 и 4 сы налы подаются на входы линеаризатора 5, который воспроизводит сигнал, пропорциональный квадрату разности тангенсов выходных сигналов фазовых детекторов. Величина полученного сигнала пропорциональна измеряемому значению электрической проводимости. Полученный сигнал регистрируется цифровым индикатором 6.

Линеаризатор содержит квадраторы 8-10, источник 11 опорного .напряжения, блоки 12-14 вычитания, блоки

15 и 16 деления, блоки 17 и 18 извлечения квадратного корня.

Вихретоковый сигнал являет ".-. комплексной величиной, состоящей из активной и индуктивной составляющих вносимого полного напряжения трансформаторного преобразователя или вносимого полного сопротивления параметрического преобразователя соответственно. В результате графоаналитического анализа голографов вносимого напряжения для вихретокового преобразователя с одинаковыми радиусами имерительной и возбуждающей обмоток со структурой последних, близких к нитевидной, установлено, что тангенс угла фазы вносимого Йапряжения; обобщенный параметр; постоянные; нормированный зазор между измерительной обмоткой и поверхностью контролигде руемог о и эделия .

Указанное соотношение для tg a позволяет проводить измерение удельной электрической проводимости исходя из следующего.

Воспо., ;ьзуемся данным соотношением (1) для выходных напряжений двух измерительных обмоток преобразователя, расположенных соосно, параллельно и на фиксированном расстоянии Ь и друг от друга.

tg К, = Кр(Ь+ + C); (2) tg 4 = К (1„+Л1» + C) (3) Вычитая (2) из (3) и учитывая, что

p= D vp, (4) где D — диаметр обмоток преобразователя, М; м — круговая частота тока генератора, с ;

12,56 -10 г/м; где tgo(» tgd<- тангенс угла фазы вносимого напряжения соответственно для первой и второй измерительных обмоток преобразователя;

d n — нормированное расстояние между измерительными обмотками.

1442937

6 — электрическая проводимость изделия, см/м, имеем = K,(ср — tg ) (5) где К„= (K dh, D) (р, ы )

Функциональная зависимость (5) между тангенсами углов фаз вносимых 10 напряжений измерительных обмоток преобразователя с электрической проводимостью контролируемого изделия не содержит абсолютной величины зазоря между преобразователем и контро- 15 лируемым изделием.

Ф ор мул а из о бр ет ения

Измеритель электрической проводи- 20 мости немагнитных материалов, содержащий генератор переменного тока, вихретоковый преобразователь, имеющий входную обмотку возбуждения и выходную измерительную обмотку, первый фа- 25 зовый детектор, линеаризатор, цифровой индикатор и фазовращатель, причем, выход генератора переменного тока соединен с входной обмоткой возбуждения вихретокового преобразова- 30 теля, выходная измерительная обмотка которorо соединена с информационным входом первого фазового детектора, опорный вход которого через фазовращатель соединен с вторым выходом генератора переменного тока, выход первого фазового детектора соединен с входом линеаризатора, выход которого соединен с входом индикатора, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введен второй фазовый детектор, BHxppToKOBbIA преобразователь содержит вторую выходную измерительную обмотку, которая расположена соосно, параллельно и на фиксированном расстоянии от первой, при этом второй выход вихретового преобразователя соединен с информационным входом второго фазового детектора, опорный вход которого соединен с выходом фазовращателя, выход второго фазового детектора -соединен с вторым входом линеаризатора, а линеаризатор содержит три квадратора, источник опорного напряжения, три блока вычитания, два делителя, два блока извлечения квадратного корня, при этом входы первого и второго квадраторов являются входами линеаризатора, выходы квадраторов соединены с соответствующими входами первого и второго блоков вычитания, вторые входы которых соединены с источником опорного напряжения, выходы блоков вычитания соединены с входами делителей, вторые входы которых соединены с выходами квадраторов, выходы блоков деления соединены с входами блоков извлечения квадратного корня, выходы которых соединены с входами третьего блока вычитания, выход третьего блока вычитания соединен с входом третьего квадратора, выход которого является выходом линеаризатора.