Способ определения электрофизических параметров цилиндрических проводящих изделий

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для измерения электрофизических параметров цилиндрических электропроводящих обьектов. Повышение точности и информативности за счет определения также и радиуса R цилиндрического изделия достигается путем измерения при выполнении заданных соотношений между измеряемыми величинами . Значение частоты f, при которой проводятся измерения, определяют при условии максимума мнимой составляющей Е, создают дополнительную ЭДС Ед, противофазную ЭДС Ео в режиме холостого хода , получают разностную ЭДС Ер Е - Ед, изменяя амплитуду Ед устанавливают фазовый угол между Ер и Е0 равным 31, 43°, измеряют значения Ед, Ер и Е0, после чего рассчитывают магнитную проницаемость /if, радиус R и удельную электрическую проводимость . 1 ил. 1Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)й G 01 N 27/90

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4840137/28 о (22) 12.06.90 (46) 30.06.92. Бюл. 24 (71) Харьковский политехнический институт им. В,И.Ленина (72) В,П.Себко и Н.Н,Сиренко (53) 620.179.14(088.8) . (56) Гончаров Б.В. Теория и практика безэта- . лонных методов контроля, M.: Машиностроение, 1975. с. 40.

Авторское свидетельства СССР

N. 1188630, кл, 6 01 N 27/90, 1985. .(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПРОВОДЯЦИХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для измерения электрофизических параметров цилиндрических электропроводящих

Изобретение относится к области неразрушающего контроля качества электромагнитными методами и может быть использовано в электромагнитной дефектоскопии и структуроскопии.

Известен способ определения радиуса и удельной электрической проводимости цилиндрических немагнитных изделий, заключающийся в создании возбуждающего магнитного поля, изменении его частоты до равенства фазового угла вносимсй ЭДС заданному фазовому углу, измерении амплитуды вносимой ЭДС и частоты поля с последующим вычислением радиуса и удельной электрической проводимости.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ бесконтактного многопараметрового контроля, заключающийся в том, что, изменяя ампли Ы 1744631 А1 объектов. Повышение точности и информативности за счет определения также и радиуса Я цилиндрического изделия достигается путем измерения при выполнении заданных соотношений между измеряемыми величинами. Значение частоты f, при которой проводятся измерения, определяют при условии максимума мнимой составляющей

Е*, создают дополнительную ЭДС Ед, пративофазную ЭДС Е в режиме холостого хода, получают разнастную ЭДС Ер = Е - Ед, изменяя амплитуду Ед устанавливают фазовый угол между Ер и Ео равным 31, 43, измеряют значения Ед, Ер и Е, после чего рассчитывают магнитную проницаемость р„радиус R и удельную электрическую проводимость. 1 ил. туду и частоту возбуждающего поля, поддерживают амплитуду и фазу магнитного поля в изделии равными заданным амплитуде и фазе, в момент равенства измеряют амплитуду и частоту тока и определяют магнитную проницаемость и удельную электри-. ческую проводимость, Недостатки известного способа — ограниченность измеряемых параметров, невозможность оп ределения электрофизических параметров в случае, когда неизвестен радиус изделия или отсутствует доступ к контролируемому изделию, а также низкая точность измерений, обусловленная разбросом значений магнитной проницаемости на рабочем участке кривой намагничивания, соответствующем диапазону изменения намагничивающего поля.

":744631

Цель изобретения -- повышенле точности и информативности за сче определения также и радиуса цилиндрического изделия.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения злектрофи- 5 зическлх параметров цилиндрических проводящих иэделий, заключающемуся в создании с помо цью вихретокового псеобраэователя возбуждающего переменного магнитного потока, индуцирующего вихре- 10 вые токи в контролируемом изделии, установлении заданного =:начения амплитуды магнитного погока через сечение изделия, определяемого через нормированное эна:-;ение ЗДС Е" =- Е/=o, где Š— ЗДС вихрето- 15 кового преобразователя в рабочем режиме, а Г, -- чДС в р;-.Ж ме холостого хода, изменении ",ìïët,";òóð:.—.: и частоты f возбуждающе с vKBBBHMN

"-,",ан .:с. о значения амплитуды F, иэмере- 20 нии пол:,:ченного при определенных условиях эна гения частоты — fa И ИСПОЛ ЬЭОВЭНиИ ее для определения удельной электриче ксЙ проводимости и магнитнОЙ проницаемости иэделия, значение частоты fo 25

Определяют при условии максимума мнимой ссставля ощей Е*, создают дополнительную ЗДС Ед, противофазную ЗДС Fo, получагст раэностную ЭДС Ея = L - Ед, изменяя а-.;.Плитуду Ед, устанавливают фазовый 3»: угол между Е>:-.. Е; равным 31,43 „иэмаряк)т значе":i ë Ед, F и Е;, после чего onределяют стносительнуго магнитную проницаемосто и„, радиус П удсльну о электрическую проводимость т по формулам: 35

1,38147 Ер

F..o — Е

" = 4 1 - Ед/Е

579428,4 Е, 40

-р fo » с где Rc — радиус в1 ричнсй обмотки вихретскового пре бразсвателя, Изобретение позволяет с высо. . и точность,э Определять от::ссительную магнитну с проницаемость, удельную электрическую проводимость, а также v; радиус цилиндрических проводящих иэделий бгсконтактным методом, что особенно важно в случае когда радиус издег ия неизвестен и не воэможности измерить его контактным методом.

Сущность и отличительные признаки изобретения состоят в том, что значение частоты fo определяют при условии ма,симума мнимой составляющей Е", созда от

ДополнительнУю ЗДС Ед, пРотивофазнУ с

ЗДС Ео, получают разнсстную ЗДС Ер -- Е-Ед, изменяя амплитуду Ед, устанавливают фазовый угол между Е> и Е равным 31,43, измеряют значения Ед, Ер и Е, после чего определяют относительную магнитную проницаемость, радиус и удельную электрическую проводимость Kонтролируемого изделия.

На чертеже приведена схема устройства для реализации способа.

Устройство, реализующее способ, содержит три проходных вихретоковых преобразователя 1 — 3 с первичными (возбуждающими) 4 — 6 и вторичными (измерительными) 7 — 9 обмотками, перестралваемый генератор 10 синусоидальных колебаний, амперметр 11, частотомер 12, измеритель 13 разности фаз. два вольтметра 14, 15 переменного тока, переключатель

16. фун кцио и ал ьн ый прео ар аэовател ь 17 функции э»п, де! итель 18, перемножитель

19, вольтмегр 20 постоянногс тока, Преобразователь 2 выполнен с переменным регулируемым числом витков вторичной обмотки 8 (в виде вариометра) и содержит регулятор 21 числа витков. Возбуждающие обмотки 4 — 6 соединены последовательносогласно и подключены к выходам генератора10 через амперметр 11. Частотомер 12 подключен к выходам генератора 10. Вторичные обмотки 7 и 8 соединены последовательно-встре но и пОдключены (клеммам

"а" и "б" переключателя 16, Вторичная область 9 соединена с входом вольтметра 15 и с вторым входом измерителя 13. Выход переключателя 16 подключен к первому входу измерителя 13 и к входу воль-;метра 14. Выходы аналогового сигнала вольтметров 14 и

15 соединены соответственно с первым и вторым входами делител=; 18. Вход функционального преобразователя 17 соединен с выходом измерителя 13, а выход — с вторым входом перемножителя 19, первый вход которого подключен к выходу делителя 18. Выход перемножителя 19 соединен с входом вольтметра 20. Контролируемое изделие 22 разме:дено в полости преобразователя 1.

Сг.особ осуществляется следующим обРазом.

Пер д началом измерений регулятор 21 уст,".Нсвлен в начальное положение (при этом отк::очены эсе витки обмотки 8), а псреключатель 16 - в положение "а", Регулиpoвкой выхода генератора 10 устанавливагст начальное значение BcTGTbl (кснтрОль Ао частстсм8ру 121 и Заданное значение амплитуды магнитного потока через сечение иэделия, определяемое через нсрмирова -:ное значение ЭДС Е* =- E!Eo

<де Š— ЗДС преобразователя 1 с г;делием 2 - аб.-,;„ем режиме а г -.;пС р эователя 3 (либо го вели :";:--"= го:;,. .;: ою,м*:.. с. ..: ;;..а 11, »!,." этом,-.! »

1744631 обмотки 7 через переключатель 16 подается на вход вольтметра 14 и на первый вход измерителя -13, а ЭДС Ео обмотки 9 — на вход вольтметра 15 и второй вход измерителя 13.

С выходов аналогового сигнала вольтмет- 5 ров 14 и 15 сигналы в виде постоянного во времени напряжения поступают соответственно на первый и второй входы делителя

18, где происходит деление Е/Ео, Сигнал, пропорциональный фазовому углу уЪ (меж- 10 ду Е и Ео), с выхода измерителя 13 подается на функциональный преобразователь 17.

На входы перемножителя 19 поступают сигналы с преобразователя 17 (пропорциональный з1пр ) и с делителя. 18. С выхода 15 перемножителя 19 сигнал, равный по величине мнимой составляющей Е*((lE* =

=(Е/Ео).sin уЪ ), подается на вольтметр 20.

Далее изменяют амплитуду и частоту с. 20 постоянным шагом Ю возбуждающего магнитного потока при помощи перестраиваемого генератора 10 (контроль по амперметру 11 и частотомеру 12), поддерживая заданное значение амплитуды Е*. 25

При этом каждый раз измеряют величину мнимой составляющей Е* вольтметром 20.

Значение частоты fo определяют пои условии максимума мнимой со .-".явля .сщей Е*, затем фиксируют частоту 1,. После этого из- 30 меняют число витков измерительной обмотки 8 регулятором 2 l до момента, когда показания измерителя 13 разности фаз станут равными 31,43О. При этом фиксируют поло:кение регулятора 21, измеряют ампли- 35 туду разностной ЭДС Ер вольтметром 14 и амплитуду ЭДС Е вольтметром 15. Затем переводят переключатель 16 в положение

"б" и вольтметром 14 измеряют амплитуду дополнительной ЭДС Ед, Далее определя- 40 ют относительную магнитную проницаемость,и,, радиус Я и удельную электрическую проводимость 0 по формулам;

1,38147 Ер

Ео — Eä

F. = Rс 1 —. Е /Ед

И = Rc /1 — Е /Е

579428,4 Ео где Rc — радиус вторичной обмотки вихрето55 кового преобразователя.

579428,4 . Ео р о с где Кс — радиус в горичной обмотки 7 вихретокового преобразователя 1.

Изобретение позволяет повысить точность и информативность определения электрофизических параметров цилиндрических проводящих изделий за счет определения также одновременно и радиуса иэделия бесконтактным методом, что особенно важно в случаях, когда радиус изделия неизвестен, неодинаков по длине изделия или нет воэможности определить

его контактным методом.

Формула изобретения

Способ определения электрофизических параметров цилиндрических проводящих изделий, заключающийся в том, что создают с помощью вихретокового преобразователя возбуждающий переменный магнитный поток, индуцирующий вихревые токи в контролируемом иэделии, устанавливают заданное значение амплитуды магнитного потока через сечение иэделия, определяемое через нормированное значение ЭДС Е* = E/E>, где Š— ЭДС вихретокового преобразователя в рабочем режиме, Ео — ЭДС в режиме холостого хода, изменяют амплитуду и частоту f возбуждающего магнитного потока, поддерживая заданное значение амплитуды Е*, измеряют полученное при определенных условиях значение частоты = fp « испол ьзуют ее для определения удельной электрической проводимости и магнитной проницаемости изделия, о т л ич а ю шийся тем, по, с целью повышения точнос-и и и .формативности за счет определения также и радиуса R цилиндричсского изделия, значение частоты fo определяют при условии максимума мнимой составляющей Е*, создают дополнительную ЭДС Ед, противофазную ЭДС Е<, получают разностную ЭДС Ep = Š— Ед, изменяя амплитуду Ед„ устанавливают фазовый угол между Ер и Ео, равный 31,43О, измеряют значения Ед, Е и

Ео, после чего определяют относительную магнитную проницаемость р<, радиус R u удельную электрическую проводимость с7 по формулам

1,38147 Е

Ео — Ед

1744631

Составитель П, Паньков

Редактор M. Бандура Техред М,Моргентал Kop;: åê îð А.Осауленко

Замз 2195 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская нвб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагар:на. 101