Способ вихретокового контроля токопроводящих материалов

Способ вихретокового контроля токопроводящих материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

»494680

О П И С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 16.07.73 (21) 1944764/25-28 с присоединением заявки— (23) Приоритет—

Опубликовано 05.12.75. Бноллетснь Хе 45

Дата опубликования описания 16.04.76 (51) М. Кл. С 01п 27 86

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений н открытий (53) УДК 621.317.612:

: 620.1 79.14 (088.8) (72) Авторы изобретения

И. P.. Домрачев, П. M. Сви и A. H. Бодряшкин (71) Заявитель

Всесоюзный Государственный трест по организации и рационализации районных электростанций л сетей (54) СПОСОБ ВИХРЕТОКОВОГО КОНТРОЛЯ

ТОКОПРОВОДЯЩИХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к неразрушающим методам контроля изделий на основе вихревых токов.

Подлежащие измерению изменения э.д.ic. индикаторной катушки трансформаторных вихретоковых датчиков, вносимые контролируемыми изделиями,,весьма невелики и составляют обычно ничтожную долю от абсолютного значения этой э.д.с. Для достижения необходимой чувствительности приборов на индикаторное устройство подают лишь ту часть э.д.с., которая вносится испытываемым изделием.

Известен способ вихретокового контроля токопроводящих материалов, заключающийся в том, что с .помощью трансформаторного датчика,в изделии возбуждают вихревые токи, измеряют их реакцию и по ней судят о контролируемом параметре. При этом применяют различные способы подавления э.д.с. холостого хода.

Известен способ компенсации э.д.с. и ндикатор|ной катушки при отсутствии в рабочей зоне датчика испытываемого изделия (э.д.с. холостого хода) с помощью какого-либо другого и сточника э.д.с., фаза которой сдвинута на 180 относительно компенсируемой. Чаще всего для этого используют даполнительные компенсационные катушки, первичная и вторичная обмотки которых имеют те же параметры, что и обмотки датчика. В этом случа" первичные обмотки питаются от .одного, последовательно с ними включенного, источника тока, а вторичные включены навстречу друг другу. Однако и при таком способе компенсации выполнить обмотки датчика и компенсационной катушки абсолютно одинаковы ми невозможно, поэтому в цель вторичных обмоток приходится включать дополнительное компенсирующее устройство, вырабатывающее регулируемое ло величине и фазе напряжение.

Известный способ, заключающийся в комl5 пенсации э.д.с. индикаторной катушки, обладает тем недостатком, что изменения параметров датчика,,в особенности индуктивной с вязи между его первичной и вторичной обмотками,,вызывают резкий разбаланс схемы, тогда как ее балансировка, требующая подбора компенсирующего напряжения ло величине и фазе, является довольно трудоемким процессом. Этот недостаток, наиболее характерен для датчиков с плоскими, катушками, у

2 которых э.д.с. холостого хода сильно зависит от расстояния между катушками, и поэтому даже небольшие изменения последнего приводят к существенному нарушению баланса схемы. Он особенно ощутим в тех случаях, зо когда взаимное расположение катушек не мо494680 жет быть зафиксировано, а .го у"ловиям работы изменяется от измерения K измерению (например, при контроле соединений лобоBbIx частей обмоток электрических машин в изоляции, толщина которой, как правило,,колеблется з широких .пределах).

С целью а(зтоматического подавления э .д.с. холостого хода трансформаторных вихретоковых датчиков, работающих в схеме без компенсацианных катушек, с тем, чтобы осуществить в условиях изменяющегося взаимного расположения, катушек датчика фазовый способ контроля, основанный на измерении,практически не зависящего от,связи между катушками фазового угла э.д.с., вносимой испытываемым изделием.

По предлагаемому способу катушку возбуждения датчика питают током .прямоугольной формы, а в моменты изменения направления тока импульса индикаторную катушку датчика отключают на время, ра вное времени переходного процесса в датчике.

На чертеже приведены. временные диаграммы, HOB"íÿþùèå,ïðåäëàãàåìûé способ, где а — ток I „в цепи возбуждения; б — э.д.с.

Е„холостого хода на выходе индикаторной катушки; в — э.,д.с. Е» холостого хода на входе измерительной схемы; г — вносимая испытываемым объектом э.д.с. Е, на выходе индикаторной катушки; д — вносимая испыты ваемым объектом э.д.с. Е, на входе измерительной схемы.

Масштабы тока и э.д.с. произвольные. При литании катушки возбуждения датчика током I, прямоугольной формы (а) э.д.с. холостого хода Е,: индикаторной катуцгки будет представлять собой кратковременные остроконечные,положительные и отрицательные импульсы с вертикальным передним фронтом и экспаненциальным спадом, возникающие в моменты изменения тока возбуждения (б).

Если в момент, возникновения каждого импульса кратковременно отключать индикаторную катушку датчика от измерительной схемы на некоторое время t, э.д.с. холостого хода поступит на вход измерительной схемы в виде Е», т. е. ослабленной в е раз (в), в чем и состоит эффект подавления. Здесь т — .постоянная времени спада импулыса, определяемая длительностью переходного процесса в датчике, главным образом в цепи возбуждения. Требуемое ослабление достигается, выбором отношения t/ò (например, при

t/ò = 7 ослабление составляет около 60 дб).

Э.д.с.-холостого хода грэдставляет собой сумму .нечетных гармоник с амплитудами

Предмет изобретения

Способ вихретокового контроля токопроводящих материалов, заключающийся в том, что с .помощью трансформаторного датчика в изделии возбуждают вихревые токи, измеряют их реакцию и по ней судят о контролируемом параметре, отличающийся тем, что, с целью автоматического подавления э.д.с. холостого хода, катушку возбуждения датчика питают током прямоугольной формы, а в моменты изменения направления импульса тока индикаторную кату шку датчика отключают на время, равное времени переходного процесса в датчике. где п — номер гармоники, Е,.„— ее а м пл итуда, в — круговая частота тока возбуждения, Ео — пиковое напряжение импульса.

Е,„мадленно убывает с ростом и, причем

5 тем медленнее, чем круче спад импульса.

В отличие от Е,. во вносимой испытываемым иэделием э.д.с. Е,, резко подчеркнуты низшие гар IQHHKH, поэтому мгнозенные значения этой э.д.с. остаются относительно высо10 кими на,протяжении всего периода,возбуждения (г); широкие импульсы| Е,, проходят на вход измерительной схемы без,существенного ослабления (д) . С помощью частотного фильтра из сигнала Е; выделяется .рабочая

15 гармоника, т. е. гармоника,,нвсущая наибольшую информацию о контролируегмом параметре изделия.

Таким образом, благодаря применению прямоугольной формы тока возбуждения и кратковременного периодического отключения индикаторной катушки от измерительной схемы достигается то, что на .вход последней поступает сигнал, практически не зависящий от э.дfc. холостого хода при возможных в про25 цессе измерений изменениях взаимного расположения, катушек датчика.

Способ .применен B макете прибора для контроля состояния паек соединений бобовых частей обмоток электродвигателей. Периодическое отключение индикаторной, катушки произ водится .электронным ключевым устройством, которое управляется, прямоугольными им пульсами. Последние вырабатываются триггерной схемой, запускаемой импульсами проди фферен цированного напряжения на катушке возбуждения датчика. Ча стота тока возбуждания выбрана ниже рабочей частоты, что позволяет отключать индикаторную катушку на промежутки времени, превышающие дли40 тельность соответствующего рабочей частоте полупериода и тем самым добиться практически полного подавления э.д.с. холостого хода при достаточно вы соком уровне сигнала. Достигнутое подавление э.д.с. холостого хода со45 ставнло 50 дб.

494680

Составитель А. Матвеев

Техред М. Семенов

Редактор И. Бродская

Корректор И. Симкииа

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 241/450 Изд. № 187 Тираж 932 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5