Токовихревой способ измерения параметров электропроводных изделий

 

1п1 572702

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублин (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 08.04.75 (21) 2121676/28 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.09.77. Бюллетень № 34

Дата опубликования описания 08.09.77 (51) М. Кл. - G 01N 27 86

Государственный комитет

Саввта Министров СССР ло делам изоеретений и открытий (53) УДК 620.179.14 (088,8) (72) Авторы изобретения

О. Н. Лазуткин, В. С, Иикульшин и Л. И. Трахтенберг (71) Заявитель (54) ТОКОВИХРЕВОЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

ЭЛЕКТРОПРОВОДНЪ|Х ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к области неразрушающего контроля материалов и изделий, а более конкретно — к способам измерения параметров электропроводных изделий токовихревым методом.

Известны способы токовихревого контроля параметров электропроводных изделий, заключающиеся в том, что изделие помещают в высокочастотное поле токовихревого преобразователя, содержащего одну или несколько токовых и одну измерительную катушку, формируют результирующее напряжение путем суммирования высокочастотного напряжения измерительной катушки с опорным напряжением той же частоты, выделяют две независимые составляющие результирующего напряжения, например фазу и амплитуду, которые используют в качестве информативных сигналов и, с целью получения сигналов, слабо зависящих от величины мешающих параметров, подвергают дальнейшей аппаратурной обработке (11.

Недостатком, затрудняющим реализацию известных способов и увеличивающим инструментальную погрешность измерений, является необходимость использования при их реализации фазочувствительных устройств, которые должны обладать высокой точностью и стабильностью в широком диапазоне изменения амплитуд и частот их выходных сигналов, Известен способ токовихревого контроля параметров электропроводных изделий, заключающийся в том, что изделие помещают в высокочастотное поле токовихревого преобразователя и векторно суммируют напряжение преобразователя с опорным напряжением той же частоты, выделяют активную и реактивную составляющие, которые используют в качестве информативных сигналов (2).. - тот способ яв1р ляется наиболее близким к предложенному.

Недостаток известного способа — сложность реализации, недостаточная точность и надежность контроля.

По предлагаемому способу для точности измерения напряжение преобразователя векторно суммируют со вторым опорным напряжением той же частоты, не совпадающим с первым по амплитуде и фазе одновременно, вы-, деляют напряжения, соответствующие амплитудам полученных результирующих напряжений, и используют их в качестве информационных сигналов.

Возможность использования полученных напряжений в качестве информативных сигналов обусловлена тем, что они являются независимыми функциями контролируемых пара-. метров. Если в прямоугольных координатах (ReUeÄ> 7тU0Ä) обозначить через (Яе1/вн, Зр А в вн), (Re U01, (m U01) (Ре lов, Im Uog) СООтВЕт572702

35

55 (3) 00 ственно координаты концов векторов напряжений преобразователя Увр, первого Uo< и второго Uo» опорных напряжений, то можно записать

>t = Я. о — Ывв) + (о — ImI-Is ) (1)

+» — (Йе ог е вн) + (7т о г ImU o) (2) где U и U — соответственно, амплитуды первого и второго результирующих напряжений.

Уравнения (1) и (2) являются независимыми, если только опорные напряжения L/o< и

Vo» не совпадают, между собой одновременно по амплитуде и по фазе; И так как координаты конца "вектора напряжения на преобразователе (R,V„„ ImU,„) являются независимыми функциями параметров контролируемого электропроводного изделия, то и амплитуды напряжений U и U» также являются независимыми функциями тех же параметров и могут быть использованы в качестве информативных сигналов, Использование в качестве информативных сигналов амплитуд двух результирующих напряжений, сформированных описанным способом, существенно упрощает его реализацию, так как не требует применения фазочувствительных устройств (измерители фазы, устройства выделения активной и реактивной составляющих), работающих в широком диапазоне изменений амплитуд входных сигналов. Это преимущество особенно ощутимо в устройствах с регулируемой или переключаемой в зависимости от диапазона изменения контролируемых параметров частотой питания преобразователя.

На фиг. 1 изображены диаграммы напряжений на преобразователе, опорных и результирующих напряжений при изменении удельной электропроводности G материала изделия и зазора й; на фиг. 2 — функциональная схема устройства.

11рименение описываемого способа позволяет решить эту задачу более простыми средствами без применения фазочувствительных детекторов. Для этого необходимо опорные напряжения Voi u Uo» (фиг. 1) выбрать таким образом, чтобы вектор их разности Upi — Uo» составлял с действительной и мнимой осями углы, равные 45, при этом разность квадратов амплитуд результирующих напряжений

U 1 — U » с точностью до постоянных слагае- мых будет пропорциональна сумме активной и реактивной составляющих вносимого напряжения. Действительно, вычитая (1) из (2), получим;

U» — U L = 2ReVan (RoUoL ReUo») +

+2 иЛъи(т (01 ImUo ) +Uo где

Uo= (ReUo») — (ImUoi) + (ImUo») - — (Я Уо )» зависит от амплитуд и фаз опорных напряже5 ний, т. е., если РеС и — ReUo»=ImUo Лп 70» (что имеет место в том случае, когда вектор разности Uo< и Uo» составляет с осями координат угол 45 ), то вычитание квадратов амплитуд результирующих напряжений эквивалентно суммированию активной и реактивной составляющих вносимого напряжения преобразователя. При этом нет необходимости в применении фазочувствительных детекторов, что несомненно упрощает реализацию и обеспечивает повышение. -точности измерений за счет снижения инструментальной ошибки.

Устройство, реализующее способ, содержит токовихревой преобразователь 1 и блоки 2 и

3 формирования опорных напряжений, входы которых соединены с выходом высокочастотного генератора 4, а выходы блоков формирования соединены со входами двух квадратичных амплитудных детекторов 5 и 6, входы которых соединены последовательно между собой и с выходом преобразователя, а выходы подключены к амплитудным детекторам 7, 8, выходные сигналы которых являются функциями активной и реактивной составляющих вносимого напряжения преобразователя и, следовательно, независимыми между собой функциями параметров контролируемого изделия.

Формула изобретения

Токовихревой способ измерения параметров электропроводных изделий, заключающийся в том, что издели е помещают в высокочастотное поле токовихревого п реоб разователя и векторно суммируют напряжение преобразователя с опорным напряжением той же частоты, о тл и ч а ю щи и ся тем, что, с целью повышения точности измерений, напряжение преобразователя векторно суммируют со вторым опорным напряжением той же частоты, не совпадающим с первым по амплитуде и фазе одновременно, выделяют напряжения, соответствующие амплитудам полученных результирующих напряжений, и используют их в качестве информационных сигналов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Рубин Б. Д, и др. Электромагнитные методы.ко нтроля, М., 1969, с. 221 — 227, 2. Авторское свидетельство № 257114, кл, G 01В 7/10, 1968.

572702

Фиг. 1

Редактор И. Коган

Корректор Л. Орлова

Подписное

Заказ 1993/16 Изд. № 751 Тираж 1109

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель И. Ардашева

Техред И. Михайлова — м е А

)