Вихретоковое устройство для измерения параметров электропроводящих изделий

Вихретоковое устройство для измерения параметров электропроводящих изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

г;

ОП йаЛНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сок)з Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 081076 (21) 2413171/25-28 (1)м

G 01 В 7/06

4 01 N 27/86. с присоединением заявки № (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 300480 Бюллетень ¹ 16

Дата опубликования описания 3рр480 (53) УДК620.179. .14(088.8) (72) Автор изобретения

В . С . Ни кулыгин (71) Заявитель (54) BHXPETOKOBOE УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИХ ИЗДЕЛИЙ

20

Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля материалов и изделий, в частности к устройствам дл я измерения парамет— ров электропроводящих изделий вихретоковым способом.

Известны вихретоковые устройства для измерения удельной электрической проводимости, содержащие генератор переменного тока, накладной первичный преобразователь, компенсатор, детектор и индикатор (1) и (2).

Эти устройства сложны в э ксплуатации, требуют большого числа эталонных образцов и имеют небольшой диапазон отстройки от влияния толщины Hpïðoâoäÿùêõ покрытий.

Известно также устройство для измерения параметров электропрово ящих изделий, содержащее генера тор переменного тока, накладной первичный преобразователь, компенсатор, фазовый детектор и индикатор (3) .

Однако оно сложно в изготовлении, настройке и экстплуатации.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является вихретоковое устройство для измерения параметров электропроводящих изделий, например удельной электропроводности, содержащее генератор переменного тока, накладной первичный преобразователь, состоящий из коаксиально установленных возбуждений и двух измерительных катушек индуктивности, два компенсатора, последовательно соединенные сумматор, усилитель-ограничитель, фазовый детектор, нуль-индикатор, два трансформатора с регулируемыми коэффициентами передачи, вторичные катушки которых присоединены к сумматору, и индикатор перемещений связанный с подвижной катушкой трансформатора (4).

Это устройство обладает низкой точностью, поскольку при измерениях аксиальные смещения катушек трансформаторов порознь регулируются до получения нулевых показаний нульиндикатора, и имеет малый диапазон отстройки от изменения толщины непроводящих покрытий.

Бель изобретения — повышение точности измерений параметров электропроводящих изделий.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено двумя

731274

30 у сили тел ями-ограни чи тел ями, каждый из которых включен между соответстBJ1oIQHMH компенсатором и первичной катушкой трансформатора, а подвижные катушки обоих трансформаторов жестко связаны между собой и разнесены в направлении перемещения на расстояние, не равное расстоянию между неподвижными катушками в том же направлении.

На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого устрой-. ства.

Устройство содержит генератор 1 переменного тока, вихретоковый нак" ладной первичный преобразователь 2, состоящий из коаксиально установленных возбуждающей 3 и измерительных

4 и 5 катушек индуктивности различного диаметра, компенсаторы 6 и 7, усилители-ограничители 8 и 9, трансформаторы 10 и 11 с изменяемым коэффициентом передачи, состоящие из неподвижных 12 и 13 и подвижных 14 и 15 катушек индуктивности соответственно, сумматор 16 переменных напряжений, усилитель- ограничитель

17, фазовый детектор 18, фаэовращатель 19, нуль-индикатор 20 и индикатор 21 перемещений. Подвижные катушки 14 и 15 жестко связаны между со.— бой кронштейном 22 длиной И и кинематически связаны с индикатором 21, а неподвижные катушки 12 и 13 раз несены на расстояние Ь, выбираемое из условия, чтобы при аксиальном смещении катушек трансформаторов на =-/L Г/коэффициент трансформации был много меньше коэффициента трансформации при нулевом аксиальном смещении катушек трансформаторов.

Устройство работает следующим образом, От генератора 1 переменного тока запитывается возбуждающая катушка 3 первичного преобразователя, .который при измерениях устанавливается на контролируемую поверхность, электромагнитное поле катушки 3 возбуждает в контролируемом изделии

23 вихревые токи, электромагнитное поле которых взаимодействует с измерительными катушками 4 и 5 и наво.дит в них вносимые напряжения. При иэмейении удельной электрической проводимости изделия изменяются амплитуда и фаза вносимого напряжения, в то же время при изменении зазора д между преобразователем и Изделием изменяется практически только фаза вносимого напряжения.

Измерительные катушки 4 и 5 имеют различные диаметры, поэтому вносимые напряжения имеют различную фазу.

Напряжения с катушек 4 и 5 компенсируется компенсаторами 6 и 7 соответственно, например на воздухе, после чего вносимые напряжения усиливаются усилителями-ограничителями 8 и 9 и поступают на первичные катушки 12 и 13 трансформаторов.

Напряжения со вторичных катушек

14 и 15 трансформаторов векторно суммируются в сумматоре 16 и через усилитель-ограничитель 17 поступают на фазовый детектор 18, опорное напряжение на который подается с генератора 1 через фазовращатель

19 . Напряжение с фазового детектора 18 подается на нуль-индикатор 20.

При измерении параметров изделий, например удельной электрической проводимости, первичный преобразователь 2 устанавливается на контроли— руемую поверхность и .индикатором

21 перемещений изменяются аксиальные смещения катушек трансформато- ров до получения нулевых показаний нуль-индикатора 20, .при этом значение удельной электрической проводимости однозначно связано с показаниями индикатора 21. При изменении аксиальных смещений катушек трансформаторов от одного конечного значения до другого фаза напряжения с выхода сумматора 16 изменяется от значения фазы вносимого напряжения катушки 4 до значения фазы вносимого напряжения катушки

5. При изменении зазора, d между изделием и преобразователем практически изменяется только амплитуда вносимого напряжения, поэтому соответствующим выбором уровня ограничения усилителей-ограничителей обеспечивается постоянство амплитуд вносимых напряжений на их выходах при изменении зазора, в результате чего фаза напряжения с сумматора 16 также остается неизменной.

Предлагаемое устройство обеспечивает высокую точность измерения параметров электропроводящих изделий при изменении толщины покрытий в широких пределах.

Формула изобретения

Вихретоковое устройство для измерения параметров электропроводящих изделий, например удельной электропроводности, содержащее генератор переменного тока, накладной первичный преобразователь, состоящий. из коаксиально установленных возбуждающей и двух измерительных катушек индуктивности,два компенсатора, последовательно соединенные сумматор, усилитель-ограничитель, фазовый детектор и нульиндикатор, два трансформатора с регулируемыми коэффициентами передачи, вторичные катушки которых присоединены к сумматору, и инди731274

Составитель Ю, Хвалебнов

Редактор И. Михеева Техред Ж.Кастелевич Корректор N. Шароши

Заказ 1493/20 Тираж 80 1 Подписное

IIHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал IIIIII Патент, r, Ужгород, ул. Проектная, 4 катор перемещений, связанный с подвижной катушкой трансформатора, о т л и чающее с я тем, что, .с целью повышения точности, оно снабжено двумя усилителями-ограничителями, каждый из которых включен между соответствующими компенсатором и первичной катушкой трансформатора, а подвижные катушки обоих трансформаторов жестко связаны между собой и разнесены в направлении перемещения на расстояние, не равное расстоянию между неподвижными катушками в том же направлении.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 ° Дорофеев А.Л. Электроиндуктивная дефектоскопия. М,, Машиностроение, 1967. с, 113.

2. Дорофеев A.Ë. Индукционная структуроскопия. M. Энергия, 1973, с. 49.

3.. Труды МЭИ, выпуск 1 М Ъ, М ., 1964, с. 135.

4. Авторское свидетельство СССР

Р 265525, кл. 4 01 N 27/10,17.01.69 (прототип) .