SU1137410A1 - Способ бесконтактного измерени электропроводности цилиндрических провод щих,немагнитных образцов - Google Patents

Abstract

СПОСОБ БЕСКОНТАКТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПРОВОДЯЩИХ НЕМАГНИТНЬЕХ ОБРАЗЦОВ , включающий помещение образца в однород|,ное переменное элект)омагнитное поле, создаваемое катушкой возбуждени , и регистрацию изменений электромагнитного пол  вихревых токов с использованием двух измерительных катушек, включенных по дифференциальной схеме, отличающийс  тем, что, с целью повьшени  точности при определении продольной составл ющей электропроводности, образец помещают в поле, магнитные силовые линии которого перпендикутл рны оси образца, измер ют разность ЭДС первой измерительной катушки , расположенной вблизи образца, и второй измерительной катушки, nor мещенной в такое же поле без образца , а также ЭДС второй катушки, оп (Л редел ют отношение этих ЭДС и по этому отношению суд т об определ емой величине.

Description

Д г I(А).j-

фиг. 7 Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано при неразрушающем контроле. Известен способ бесконтактного из мерени  электропроводности, заключающийс  в измерении фазового угла между сигналом возбуждающей катушки и сигналом измерительных катушек, по величине которого суд т об удельной электрической проводимости объекта . При этом зазор между измерительной головкой и поверхностью объекта регулируетс  до тех пор, пока фазовый угол между сигналами не будет минимальным f Недостатками этого способа  вл ютс  необходимость градуировки измерительной головки по эталону, регу лировки зазора, ограниченный диапазон измерений. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ бесконтактного измерени  электропроводности провод щих образцов, включающий помещение образ ца в однородное переменное электромагнитное полС, создаваемое катушкой возбуждени , и регистрацию изменений электромагнитного пол  вихревых токо с использованием двух измерительных катушек, включенных по дифференциальной схеме, измер ютс  активна  и реактивна  составл ющие ЭДС измерительной катушки с образцом. Зна  ЭДС холостого хода, определ ют активную и реактивную составл ющие ЭДС, вносимые в измерительную катушку. Затем на основании экспериментальных данных и аналитических зависимостей стро т годографы,, т.е. кривые геометрических мест точек конца вектора полной ЭДС измерительной катушки с исследуемым образцом на комплексной плоскости ЭДС в функции различных параметров образцов. По этим кривым определ ют электропроводность. Недостатками этого способа  вл ют с  относительна  сложность, св занна  с необходимостью построени  -множества годографов-, учет формы образца , ограниченность диапазона измер е мого параметра. Кроме того, ввиду того, что намагничивающа  и измерительна  катушки вьшолнейы в виде дву концентрических обмоток, то в зоне измерени  нельз  получить однородное магнитное поле, перпендикул рное поверхности образца. Цель изобретени  - повьшение точности при определении продольной составл ющей электропроводности. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу бееконтакт ного измерени  электропроводности цилиндрических провод щих.немагнитных образцов, включающему помещение образца в однородное переменное электромагнитное поле, создаваемое катушкой возбуждени , и регистрацию изменений электромагнитного пол  бихревых токов с использованием двух измерительных катушек, включенных по дифференциальной схеме, образец помещают в поле, магнитные силовые линии которого перпендикул рны оси образца, измер ют разность ЭДС первой измерительной катушки, располо- , женной вблизи образца, и второй измерительной катушки, помещенной в так.ое же поле без образца, а также ЭДС второй катушки, определ ют отношение этих ЭДС, по которому суд т об определ емой величине. Дл  вычислени  величины электропроводности определ ют произведеI ние отношени  ЭДС и геометрической функции Ol , котора  определ етс  по формуле геометрическа  функци | радиус образца; 0( - средний радиус первой измерительной катушки; I(Q - рассто ние от оси образца до середины измерительной катушки. На фиг. 1 изображена схема устройства дл  реализации способа; на фиг.. 2 - расположение образца, возбуждающей и измерительной катушек; на фиг. 3 - график зависимости между (где U Е - разность ЭДС первой ь и второй измерительных катушек; Е - ЭДС второй измерительной катушки ) и обобщенным параметром U . 042 г-. y -g- a-llUrfUoCiQ t (2) где а - радиус ооразца; о - глубина проникновени  однородного магнитного пол ; . 3 fJtl - относительна  магнитна  пр ницаемость образца; 0 - магнитна  посто нна ; 6 - электропроводность образца СО - циклическа  частота переменного однородного магнит ного пол . Устройство, реализующее способ, содержит катушки 1 Гельмгольца, при мененные в качестве источника переменного однородного возбуждающего магнитного пол , в которые помещают немагнитный провод щий образец 3 та ким ббразом, чтобы магнитное поле было направлено перпендикул рно к оси образца 3, и первую измерительную катушку 2, причем последнюю устанавливают так, чтобы ее ось совпа дала с направлением пол  и была пер пендикул рна оси образца 3 (фиг, 2) вторую измерительную катушку 4, выполненную вторичной обмоткой взаимоиндуктивности с однородным магнит ным полем. При одной и той же величине возбуждающего тока в первичной обмотке взаимоиндуктивности и катуш ках 1 Гельмгольца ЭДС вторичной обмотки взаимоиндуктивности и ЭДС измерительной катушки 2 без образца 3 должны быть одинаковыми. Вторичную обмотку взаимоиндуктивности и измерительную катушку 2 включают последовательно-встречно . Устройство содержит также амперметр 5, величину тока которого регулируют сопротив- лением 6. Частоту возбуждающего тока устанавливают генератором 7. 104 Вольтметры 8 и 9 служат дл  измерени  разности ЭДС uE и ЭДС вторичной обмотки взаимоиндуктивности соответственно . Способ осуществл ют следующим образом . Генератором 7 устанавливают частоту возбуждающего- тока. Величину зтого тока регулируют сопротивлением 6 и регистрируют амперметров 5. Вольтметром 8 измен ют разность ЭДС i Е, а вольтметре 9 измер ют ЭДС Е вторичной обмотки взаимоиндуктивности. Определ ют отношение ЛЕ к Е, геометрическую функцию по формуле (1). Затем определ ют произведение k - WПосле этого по графику (фиг. 3) наход т величину обобщенного параметра ij . Подставл   величину и в формулу (2), определ ют удельную электрическую проводимость (электропроводность ) образца 3 l ofWrWO Предлагаемый способ нар ду с более высокой точностью обладает более широким диапазоном измерений по сравнению с известным, так как результаты измерений несут информацию о цилиндрических образцах различных типоразмеров и электропроводностей материалов .

Claims (1)

1. СПОСОБ БЕСКОНТАКТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПРОВОДЯЩИХ НЕМАГНИТНЫХ ОБРАЗЦОВ, включающий помещение образца в однородное переменное электромагнит- ное поле, создаваемое катушкой возбуждения, и регистрацию изменений _t электромагнитного поля вихревых токов с использованием двух измерительных катушек, включенных по дифференциальной схеме, отличающийся тем, что, с целью повышения точности при определении продольной составляющей электропроводности, образец помещают в поле, магнитные силовые линии которого перпендикулярны оси образца, измеряют разность ЭДС первой измерительной катушки, расположенной вблизи образца, и второй измерительной катушки, пот мещенной в такое же поле без образ- g ца, а также ЭДС второй катушки, определяют отношение этих ЭДС и по этому отношению судят об определяемой величине.

   SU <„,1137410 f 1137410