SU1093957A1 - Способ измерени электропроводности материала неферромагнитных цилиндрических изделий и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

1. Способ измереви  электропроводности материала неферромагнитных цилиндрических изделий, заключающий ,с  в том, что в контролируемом и эталонном издели х с помощью магнитных полей вихретокового преобразовател  возбуждают вихревые токи и измен ют частоту магнитного пол  в контролируемом изделии, отличающийс  тем, что, с целью расширени  диапазона измерени , изменением частоты магнитного пОл  в контролируемом изделии отнс иение магнитных потоков преобразовател  , при наличии и отсутствии контролируемого издели  поддерживают равным отношение магнитных потоков преобразовател  при наличии и отсутствии эталонного издели , а электропроводность S материала неферромагнитных цилиндрических изделий определ ют «g выражением (О г2. |(,f,drfAfcf); и сГ, cj , а также , f« где Т, S электропроводность материала, диаметр и частота магнитного пол  соот-р ветственно дл  контрсзлируемрго и эталонного изделий. СО 00 х ел |

Description

2. Устройство дл  измерени  электропроводности материала неферромагнитных цилиндрических изделий, содержащее вихретоковый преобразователь, усилитель напр жени  разбаланса, усилитель тока и преобразователь напр жение-частота , отличающеес   тем, что, с целью повышени  точности измерени , оно снабжено функциональным преобразователем отношени  напр жени , нуль-.индикатором и цифровым индикатором отношени  часТот , два сигнальных выхода вихретокового преобразовател  подключены к двум входам функционального преобразовател , к выходу которого последовательно подключены нуль-индикатор, усилитель напр жени  разбаланса,преобразователь напр жение-частота, усилитель тока и намагничивающие обмотки вихретокового преобразовател  напр жение-частота подключен к входу цифрового индикатора отношени  частот .

Изобретение относитс  к неразрушаюЕЦим методам контрол  и может быть использовано в электромагнитной структуроскопии. Известен способ измерени  электро проводности материала неферромагнитных цилиндрических изделий с помощью вихретокового преобразовател , заключающийс  в измерении фазового угла вносимого напр жени , по изменений которого определ ют электропроводность материала издели  tl. Недостатком данного способа  вл  етс  необходимость регулировки зазор Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  спо соб измерени  электропроводности материала неферромагнитных цилиндрических изделий, заключающийс  в том. что в контролируемом и эталонном издели х с помощью магнитных полей вихретокового пр еобразовател  возбуждают вихревые токи и измен ют частоту магнитного пол  в контролируемом изделии, добиваютс  равенства фазового угла вносимых напр жений от эталонного и контролируемого изде ли , а электропроводность определ ют из услови  равенства произведений, частоты магнитного пол , проводимости и квадрата диаметра дл  контроли руемого и эталонного изделий 121. Недостатком известного способа  вл етс  узкий диапазон контрол  электропроводности, св занного со слабой зависимостью фазы вносимого напр жени  при малых значени х элект ропроводности и частоты, а также сло ностью измерени  фазы в области высо ких частот. Устройство, с помощью которого возможна одна из реализаций известно го способа, содержит генератор, вихретоковый преобразователь, усилитель напр жени  разбаланса, усилитель тока и преобразователь напр жение-частота , каналы опорного напр жени  и канал сигнала, снабженный системой регулировани  частоты, и измеритель фазового угла, включенный на выходе канала сигнала 131. Данному устройству присуии все недостатки, св занные с необходимостью измер ть фазу, .а также недостатки присущие известным способам. Цель изобретени  - расширение диапазона измерений электропроводности материала неферромагнитных цилиндрических изделий и повышение точности измерений. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно, способу измерени  электропроводности материала неферромагнитных цилиндрических изделий, заключающемус  в том, что в контролируемом и эталонном издели х с помощью магнитных полей вихретокового преобразовател  возбуждают вихревые токи и измен ют частоту магнитного пол  в контролируемом изделии, изменением частоты магнитного пол  в контролируемом изделии отношение магнитных потоков преобразовател  при наличии и отсутствии контролируемого поддерживают равным отноше- нию магнитных потоков преобразовател  при наличии и отсутствии эталонного издели , а электропроводимость У материала неферромагнитных цилиндрических изделий определ ют выражением g .. . .а д. , где Ц ; (о, и d , d , а также -f , f, - электропроводность материала, диаметр и частота магнитного пол  соответственно дл  контролируемого .и эталонного изделий. Устройство дл  измерени  электропроводнодти материала неферромагнитных цилиндрических изделий, содержащее вихретоковый преобразователь, усилитель напр жени  разбаланса, усилитель тока и преобразователь напр жение-частота, снабжено функцио нальным преобразователем отношени  напр жений, нуль-индикатором и цифро вым индикатором отношени  частот, два сигнальных выхода вихретокового преобразовател  подключены к двум входам функционального преобразовател , к выходу которого последовательно подключены нуль-индикатор, усилитель напр жени  разбаланса,преобразователь напр жение-частота, усилитель тока и намагничивающие об мотки вихретокового преобразовател / а выход преобразовател  напр жениечастота , подключен к входу цифрового индикатора отношени  частот. На чертеже изображено устройство дл  измерени  электропроводности материала неферромагнитных цилиндрических и:зделий, реализующее способ. Устройство содержит вихретоковый преобразователь 1, усилитель 2, цифровой индикатор 3, функциональный преобразователь 4, нуль-индикатор 5, преобразователь 6 напр жение-частота и усилитель 7 тока. Вихретоковый преобразователь (ВТП ) 1.состоит из трех соленоидальных проходных катушек : рабочей катушки 8, в которую помещаетс  эталонное, а затем контролируемое изделие 9, компенсационной катушки 10, предназначенной дл  компенсации вли ни  паразитного потока , наводимого в зазоре между изде лием 9 и измерительной обмоткой 11 рабочей катушки 8, и катушки 12 взаи моиндуктивности, имеющей параметры рабочей катушки 8 и предназначенной дл  получени  сигнала, равного сигна лу, снимаемого с рабочей катушки 8 при отсутствии издели  9. Все три ка тушки имеют намагничивающие обмотки 13, включенные последовательно, и измерительные обмотки Ц. При этом измерительные обмотки 11 катушек 8 и 10 соединены встречно и своим сигнальным выводом подключены к одному из входов функционального преобразовател  4,f а измерительна  обмотка 11 катушки 12, включенна  согласно с измерительной обмоткой 11 катушки 8, сигнальным выводом подключена к второму входу функциональнот-о преобразовател  4. Измерительные обмотки 11 /катушек 1Q и 12 выполнены в виде дискретных вариометров, параметры которых можно измен ть с помощью перек лючател  14. К выходу функционального преобразовател  4 последовательно подключены нуль-индикатор 5, усилитель 2, преобразователь 6 напр жение-частота , усилитель 7 тока и намагничивающие обмотки 13 катушек 8 10 и 12, выход преобразовател  6 до полнительно подключен к входу цифро вого индикатора 3.., Сущность способа измерени  электопроводности материала или темпеатуры неферромагнитных цилиндричеких изделий состоит в следующем. В изделии 9, помещенном в рабочую катушку 8 вихретокового преобразова- . тел  1, навод тс  вихревые токи переенным магнитным полегт определенной астоты; значение которого стабилизировано по амплитуде. Магнитный поток Ф , наводимый магнитным полем реобразовател  1 в изделии 9, опреел етс  выражением , . Ч где J - магнитный поток в катушке преобразовател  при отсутствии издели ; f - коэффициент заполнени ; k( - функци  обобщенного параметра; ,. x cfVjTffTi,t2 где с - диаметр издели ; 1Л,( его магнитна  проницаемость и электропроводность его материала; f - частота магнитного пол  преобразовател . Изменением частоты внешнего магнитного пол  можно поддерживать посто нной величину X дл  равных контролируемых изделий, поддержива  посто нным значение параметра К, Тогда, зна  электропроводность материала одного издели , служащего эталоном, диаметры контролируемых изделий и частоты внешнего магнитного пол  Можно найти электропроводность другого издели  из услови  x :const. Таким образом, поместив перед измерением электропроводности в ВТП 1 эталонный образец с известной G и площадью поперечного сечени  и измерив значение частоты внешнего магнитного пол , помещают в вихретоковый преобразователь 1 исследуемое изделие 9 с известной площадью поперечного сечени , и регулированием частоты магнитного пол  поддерживают отношение потока в контролируемом изделии 9 к потоку ВТП 1 без издели  9, равным отношению потока в эталонном изделии к потоку ВТП 1 без издели . Электропроводимость контролируемого издели  9 определ ют, зафиксировав новое значение частоты внешнего магнитного пол  из выражени  (2). Величину отнс иени  потока в эталонном изделии к потоку вихретокового преобразовател  1 без издели  задают в зависимости от необходимой относительной глубины проникновени  переменного магнитного Нол  в деталь и крутизны преобразовани  электропрозодности в электрический сигнал.

Claims (2)

1. Способ измерения электропроводности материала неферромагнитных цилиндрических изделий, заключающий*-, ,ся в том, что в контролируемом и эталонном изделиях с помощью магнитных полей вихретокового преобразователя возбуждают вихревые токи и изменяют частоту магнитного поля в контролируемом изделии, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерения, изменением частоты магнитного поля в контролируемом изделии отношение магнитных потоков преобразователя при наличии и отсутствии контролируемого изделия поддерживают равным отношение магнитных потоков преобразователя при наличии и отсутствии эталонного изделия, а электропроводность <5 материала неферромагнитных цилиндрических изделий определяют · tg выражением .

где Т , и of, , а также ί , электропроводность материала, диаметр и частота магнитного поля соответственно для контролируемого и эталонного изделий.

2. Устройство для измерения электропроводности материала неферромагнитных цилиндрических изделий, содержащее вихретоковый преобразователь, усилитель напряжения разбаланса, усилитель тока и преобразователь напряжение-частота, отл и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено функциональным преобразователем отношения напряжения, нуль-.индикатором и цифровым индикатором отношения час

Тот, два сигнальных выхода вихретокового преобразователя подключены к двум входам функционального преобразователя, к выходу которого последовательно подключены нуль-индикатор, усилитель напряжения разбаланса, пре-; образователь напряжение-частота, усилитель тока и намагничивающие обмотки вихретокового преобразователя напряжение-частота подключен к входу цифрового индикатора отношения частот.