Способ измерения параметров электропроводных объектов и устройство для его реализации

Способ измерения параметров электропроводных объектов и устройство для его реализации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

«i>748233 (61) Дополнительное к авт. саид-ву

I (22) Заявлено 100478 (21) 2601148/25-28

Р1)М. К,.>

G N 27/86 с присоединением заявки N

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 1507.80. бюллетень ¹ 26 (53) УДК 620.179.14:

:620.19(088.8) t

Дата опубликования описания 150780 (72) Авторы изобретения

В.И.Рогачев, Л.И.Трахтенберг и П.Н.Шкатов

Научно-производственное объединение "Энергия" (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОПРОВОДНЫХ

ОБЬЕКТОВ И УСТРОЙСТВО .ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для измерения параметров электропроводных тел, а именно, электропроводности, толщины и т.д.

Известен способ измерения параметров электропроводных объектов, заключающийся в том, что в объекте контроля возбуждают вихревые токи различных частот, выделяют с помощью фильтров переменные сигналы на соответствующих частотах, преобразуют их в постоянные напряжения, получа-ют с помощью решающего устройства суммарный сигнал и по его величине 15 судят о контролируемых параметрах j1).

Недостаток известного способа состоит в низкой точности измерений, обусловленной необходимостью преобра-. зований сигналов переменного напряже-20 ния в постоянные и выполнения математических операций с сигналами постоянных напряжений.

Наиболее близок по технической сущности к изобретению способ измерения параметров электропроводных объектов, заключающийся в том, что с помощью вихретокового преобразователя в объекте возбуждают вихревые токи и по величине их магнитного 30

Ъ поля в зоне контроля судят об измеряемых параметрах объекта P) .

Способ осуществляется устройством, содержащим последовательно включенные генератор, вихретоковый преобразователь и блок обработки и индикации сигналов (31 .

Недостаток известного способа состоит s низкой точности изМерений, так как изменение эквивалентного диаметра преобразователя, используемого в известном способе и устройстве для его осуществления, не позволяет изменять желаемым образом характеристики преобразователей.

Целью настоящего изобретения является повышение точности измерений параметров электропроводных объектов.

Цель в способе достигается тем, что в зоне контроля дополнительно возбуждают сигналами той же частоты вихревые токи, которые циркулируют по своим контурам, не совпадающим частично или полностью с контуром первичных вихревых токов и между собой, фазы и амплитуды этих токов регулируют до получения оптимальных условий измерения, а о параметрах объекта судят по величине реэульти748233 рующего сигнала измерительной обмотки вихревого преобразователя.

Отличие устройства, реализующего настоящий способ, состоит в том, что оно снабжено амплитудно-Фазовыми" регуляторами, а Вихретоковый преобразователь выполнен в виде нескольких включейных параллельно возбуждающих обмоток разного диаметра; с каждой из которых последовательно включен амплитудно-фазовый регулятор.

На фиг.1 представлен пример блоксхемы устройства, реализующего спо.соб; на Фиг. 2 и фиг. 3 — зависимости сигнала вихретокового преобразователя, поясняющие сущность предлагаемого способа. 15

Устройство содержит генератор 1, амплитудно-фазовые регуляторы 2, 3 и

4 тока возбуждения, вихретоковый преобразователь 5, выполненный в виде возбуждающих катушек 6, 7 и 8 индук- 20 тивности и измерительной катушки 9, блока 10 обработки и индикации, выполненного, например, в виде компенсатора 11, схемы 12 обработки сигнала и индикатора 13. 25

Выход генератора 1 через регуляторы 2, 3 и 4 соединен с катушками

6, 7 и 8 преобразователя 5. Катушка 9 соединена с блоком 10, на входе которого стоит компенсатор 11. 30

Компенсатор 11, схема 12 и индикатор

-13 соединены последовательно. Количество возбуждающих катушек может быть увеличено до необходимой величины. Соответственно увеличивается и количество амплитудно-фазовых регуляторов.

Устройство работает следующим образом.Генератор 1 питает возбуждающие катушки б, 7 и 8 преобразователя 5 40 токами, амплитуда и фаза которых регулируется c помощью амплитуднофазовых регуляторов 2, 3 и 4. Каждая

Йз возбуждающих катушек наводит .В . электропроводящем"объекте 14 вйхре- 45 вые токи, циркулирующие по различным контурам, так как диаметры возбуждающих катушек различны. Амплитуды и фа- зы этих:токов определяются амплитудами и фазами тОкОВ В сООтВетстВую- gp щих возбуждающих катушках 6, 7 и 8.

Результирующее магнитное поле вихревых токов наводит в измерительной катушке 9 напряжение, которое поступает йа вход "коммутатора 11 блока 10, 4ычитающего из напряжения измеритель- 55

Мой катушки 9 напряжение холостого хода. С выхода компенсатора 11 напряжение, зависящее уже только -ьт параметров объекта 14, поступает на .вход схемы 12 и с ее выхода — на ин- 60 дикатор 13.

На фиг. 2 представлена диаграмма, поясняющая. сущность формирования сиг нала Вихретокового преобразователя 5.

Для упрощения рассмотрены только у сигналы, обусловленные результирующим полем вихревых токов, задаваемых катушками 6 и 7.

Сигнал преобразователя 5, обусловленный возбуждающим полем кат ки б, при изменении параметра Я=К„ юЩ)и (где Й1 — радиус возбуждающей обмотки б,М вЂ” частота тока возбуждения, 6 и )з — соответственно электропровод ность и магнитная проницаемость материала иэделия 14,) о (магнитная постоянная) изменяется по линии 15.

В то же время сигнал, обусловленный возбуждающим полем катушки 7, изменяется по линии 16, которая для наглядности повернута на 180 . Если контролируемый объект имеет электропроводность (32, тогда на измерительную обмотку 9 соответственно наведутся напряжения U и L)2, которые в сумме дадут результирующее напряжение U .

Угол между напряжениями 0 и О мо2 жет регулироваТься с помощью изменения разности фаз между, соответствующими токами возбуждения с помощью амплитудно-фазовых регуляторов 2 и 3.

Эти же регуляторы 2, 3 задают и соотношение амплитуд напряжений U и 02.

Регулируя токи возбуждения по амплйтуде и фазе, можно добиться получения характеристик желаемого вида.

Так, например, на фиг. 3 представлен случай преобразования годографа вектора U> в прямую линию (иэ фиг.2), что позволяет отстроиться амплитудно-фазовым способом от вариации элект- ропроводности 6 при широких пределах ее изменения, для измерения других парам тров объекта, например толщины.

Таким обраэом, предложенный способ и устройство для его реализации позволяют повысить точность измерений за счет получения зависимостей вихретокового преобразователя с требуемыми свойствами. При этом изменения зависимостей осуществляются не за счет изменения конструктивных параметров преобI! разователя, а путем регулировки элект-. рических величин, а именно: амплитуд и фаз токов возбуждения в соответствующих катушках преобразователя, что весьма просто.

Формула изобретения

1. Способ измерения параметров электропроводных объектов, заключающийся в том, что с помощью вихретокового преобразователя в объекте возбуж-, дают вихревые токи и по величине их магнитного поля в зоне контроля судят об измеряемых параметрах объекта,отличающийся тем, что, с целью повышения, точности измерения, в зоне контроля дополнительно возбуждают сигналами той же частоты вихревые токи, которые циркулируют по своим контурам, не совпадающим час748233 тично или полностью с контуром первичных вихревых токов и между собой, . фазы и амплитуды этих токов регулируют до получения оптимальных условий измерения, а о параметрах объекта судят по величине результирующего 5 сигнала измерительной обмотки вихревого преобразователя.

2. Устройство, реализующее способ по п.1,содержащее последовательно

/ соединенные генератор, .вихретоковый щ преобразователь и блок обработки и индикации сигналов, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что оно снабжено амплитудно-фазовыми регуляторами, а вихретоковый преобразователь выполнен в виде нескольких включенных параллельно возбуждающих обмоток разного диаметра, с каждой из которых последовательно включен амплитудно-фазовый регулятор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1."Методы неразрушающих испытаний", под ред. P.Øàðéà. М., "Мир", 1972, с.371-379, фиг.10, 11.

2. Авторское свидетельство СССР

9 271087, кл. 6 Ol и 27/ОО, 1969.

3. Авторское свидетельство СССР

9 229922005 77, кл. G 01 В 7/04, 1970 (прототип).. 748233

Re02

Em Ug

Риз.2

ImU

Составитель А.Матвеев

ТехРеД Я;Бирчак КоРРектоР И.МУска

Редактор Н.Аристова й»

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. ПроеКтная, 4

Закаэ 4228/30 Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ ГосуЯИрСтвенного кЬмитета СССР по делам иэобретений и открытий

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