Способ бесконтактного измеренияэлектропроводности и магнитной про-ницаемости проводящих образцов

Способ бесконтактного измеренияэлектропроводности и магнитной про-ницаемости проводящих образцов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (n>845122 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 260578 (21)2639885/18-21

<51)М. Кп.

G 01 R 33/12 с присоединением заявки ¹â€”

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 070781. Бюллетень Мо 25

Дата опубликования описания 100781 (53) УДК 621. 317..44(088.8) (72) Авторы изобретения

В. П. Себко, В. И. Тюпа, В. И. Бондаренко и Г. И. Ващенко (71) Заявитель

Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В. И. Ленина (54) СПОСОБ EECKOHTAKTHOI О ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ

И МАГНИТНОЙ ПРО НИЦАЕМОСТ И ПРОВОДЯЩИХ ОБРАЗЦОВ

Изобретение относится к области неразрушающего контроля металлов и изделий, конкретнее к методам определения электрических и магнитных

5 параметров проводящих образцов.

Известен способ бесконтактного измерения электропроводности, заключающийся в измерении фазового угла между сигналом возбуждающей катушки и сигналом измерительных катушек, по величине которого судят об удель- ной электрической проводимости объ екта. При этом, зазор между измерительной головкои и поверхностью обьекта регулируется до тех пор, пока

15 фазовый угол между сигналами не будет минимальным (11 °

Основными недостатками этого спос об а я вл я ются н еоб ходимост ь гр адуи— ровки измерительной головки по эталону, необходимость регулировки зазора, ограниченность измеряемых характеристик .

Известен другои способ бесконтактного измерения электропроводности и магнитной проницаемости проводящих образцов, включающий возбуждение в образце вихревых токов переменным магнитным полем, создаваемым проходной ЗО катушкой возбуждения и измерение па= раметров электрической цепи P2) .

Такими параметрами являются активное и реактивное сопротивления катушки. Зная собственное активное и реактивное сопротивление катушки, находят значения их приращений, так называемых вносимых активного и реактивного сопротивлений. Затем на основании множества экспериментальных данных и аналитических зависимостей строят годографы, т. е. кривые геометрических мест точек конца вектора полного сопротивления катушки с исследуемым образцом на комплексной плоскости сопротивлений в функции различных параметров образца.

Относительная сложность этого способа связана с необходимостью построения множества годографов. Кроме того, диапазон измеряемых параметров ограничен областью возможного разделения сигнала катушки возбуждения.

Цель изобретения — расширение диапазона измерений.

Достигается это тем, что в способе измерения электропроводности и магнитной проницаемости проводящих образцов, включающем возбуждение в образце вихревых токов переменным маг845122 где ф и — нормированный магнитный поток в образце, в комплексной20 форме;

cd — циклическая частота;

L — индуктивность катушки возбуждения без образца;

R — активное сопротивление ка- д5 тушки возбуждения без образца;

, — коэффициент заполнения;

9р — угол сдвига фаз между напряжением на катушке возбуждения и протекающим через нее током.

На фиг. 1 изображена схема устройства для реализации способа; на фиг 2 приведены графики, зависимости между тангенсом угла сдвига фаз между маг нитными потоками в объекте и вне е-о (tg „) и обобщенным параметром у и зависимости между параметром К и обобщенным параметром у.

Устройство (ñì. фиг. 1) содержит 40 проходную катушку возбуждения 1, в которую помещают проводящий образец

2. В цепь катушки возбуждения включены амперметр 3, вольтметр 4 и фа,зометр 5. 45

График б (см.. фиг. 2) выражает зависимость между й9 Ч.„ и у

„созМр- — „

1 „ —, 1п ;{1-g) U — cow Чр-Р

U (4) — Мпла -uuL(<-g) р, 2 а @ " (б) 50

М = — Гф „ф д бнн

d72

Формула из обрет ения

Способ бесконтактного измерения электропроводности и магнитной проницаемости проводящих образцов, включакщий возбуждение в образце вихревых токов переменным магнитным полем, создаваемым катушкой возбуждения и определение параметров ее электрической цепи, отличающий с я тем, что, с целью расширения диапазона измерений, определяют отношение напряжения на катушке возбуждения к току, протекающему через нее, 5 а также угол сдвига фаэ между ними, < ой.н о н" н

2,Й „,,Юу, аз (2) нитным полем, создаваемым катушкой возбуждения, и определение параметров ее электрической цепи, определяют отношение напряжения на катушке возбуждения к току, протекающему через нее, а также угол сдвига фаз между ними, затем определяют индуктивность и активное сопротивление катушки возбуждения без образца, определяют нормированный магнитный поток в образце и тангенс угла сдвига фаз между магнитными потоками в образце и вне его, с последующим определением электропровод ности и магнитной проницаемости, при этом нормированный магнитный поток в образце определяют по формуле ф = — (— Вiнv-uu|Ci-щн — cosч -R)

ohé ю)(3 О l Ь где з — радиус образца;

Р— глубина проникновения переменного магнитного поля;

P2 — относительная магнитная проницаемость образца; ,Ир — магнитная постоянная; б — электропроводность образца; ж — циклическая частота переменного магнитного поля.

График 7 (см. фиг. 2) выражает зависимость между К и у. где а — радиус катушки возбуждения 1

Определение электрических и магнитных параметров проводящих образцов произ водится следующим образом.

В проходную катушку возбуждения 1 помещают проводящий образец 2. Пропуская по катушке 1 переменный ток, с помощью амперметра 3 и вольтметра

4 измеряют отношение напряжения и тока, а с помощью фазометра 4, определяют угол сдвига фаэ между ними.

Затем определяют индуктивность и активное сопротивление катушки возбуждения 1 без образца 2.

Представляют полученные значения в следующие выражения с

z e p < — нормированный магнитный

oá. и поток в образце 2. где М вЂ” угол сдвига фаз между магнитными потоками в образце 2 и вне его. Определяют ф, „и tg Ч„. После этого из зависимости б (см. фиг. 2) находят величину обобщенного параметра у, определив которую, по зависимости 7 <см. фиг. 2) находят величину параметра К.

Имея величину параметра К, определяют относительную магнитную проницаемость образца ?

Фок. н ,ф (5) Затем, подставляя ее значение в формулу 11) для обобщенного параметра у, определяют удельную электрическую проводимость (электропроводность) образца 2

845 122 затем определяют инуктивность и активное сопротивление катушки возбуждения без образца, определяют нормированный магнитный поток в образце и тангенс угла сдвига фаз между магнитными потоками в образце и вне его, с последующим определением электропроводности и магнитной проницаемости, цри этом нормированный магнитный ноток в образце определяют по формуле ф = — — В ПЧ -Щ(- )+ — СО9 -R) об.н щ (д о э o ) где ф „— нормированный магнитный поток в образце, в комплексной форме; 15 ю — циклическая частота; — индуктивность катушки возбуждения без образца;

R — активное сопротивление катушки возбуждения без образца;

, — коэффициент заполнения; — угол сдвига фаз между на пряжением .на катушке возбуждения и протекакщим через нее током.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CitIA Р 3936.734, кл. G 01 R 33/12, 1976.

2. "Неразрушающий контроль металлов и изделий",. под ред. Г. С. Самойлович. — М.: "Машиностроение", 1976, с. 224-228.

845122

У,7

Составитель В. Новожилов

Редактор E Гончар Техред С. Мигунова Корректор М, Пожо

Заказ 4137/3

Тираж 732 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитата СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4