Способ неразрушающегося контроля параметров слоистых сред

Способ неразрушающегося контроля параметров слоистых сред

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

G. 01 Я 27Л6 (22) Заявлено 25. 12. 80 (21) 3225433/18-21 с присоединением заявки МоГосударственный комитст

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 070882. Бюллетень М29

f 53) УДК 621. 3.

° 011 ° 5 (088.8) Дата опубликования описания 070882

Я.И.Бульбик и М.И .Соколов

Ф

° 4

1

Х I

Красноярский политехнический институт :.".»,, „...„(72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ НЕРАЗРУПИИОЩЕГО КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ

СЛОИСТЫХ СРЕД

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к технике неразрушающего контроля параметров условно плоских границ раздела слоистых сред(расстояние от поверхности контроля до условно плоской границы раздела или среднее значение градиента электрофизического парамет- ра в переходном слое). 10

Известны способы контроля параметров границ раздела, которые основаны на измерении реакций взаимодействия поля с контролируемой неоднородной средой при различных распределениях напряженности в последней, по. г лучаемых, например, изменением глубины проникновения поля в исследуемый материал (11. Недостаток способов — невысокая точность контроля.

Известен также емкостный способ определения параметров материала, основанный на измерении характеристик заполненного исследуемым материалом измеритедьного конденсатора при двух глубинах проникновения электрического поля в материал. Осуществляя периодическое изменение глубины проникновения поля в исследуемый материал между двумя крайними значениями, .снимают, аМплитудно-временную осциллограмму параметров конденсатора в эталонной однородной и в исследуемой . среде и по характеристикам обеих осциллограмм опредечяют искомые диэлектрические и геометрические параметры (2).

Однако при осуществлении контроля возникают затруднения в разделении эффектов относительной деформации поля в неоднородной среде и модуляции цоля по глубине, возникают аддитивные и мультипликативные составля;ющие методической (погрешности измере ния, что обуславлйвает снижение точности контроля.

Кроме того, так как регистрируется величина, пропорциональная интегральному значению полного потока поля, а не плотности его распределения, возможны значительная степень неоднозначности интерпретации результатов и уменьшение точности контроля.

Цель изобретения - повышение точности контроля

Цель достигается тем, что согласно способу неразрушакщего контроля параметров слоистых сред, включающе-, му определение изменения глубины проникновения электрического поля в исследуемый материал и регистрацию сиг949542 нала на выходе измерительного прибора, дополнительно формируют три последовательных дискретных значения глубины проникновения поля в исследуемый материал, при этом величину потока поля поддерживают постоянной, затем регистрируют составляющие потока поля.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 — электри-)0 ческая схема применяемого емкостного первичного преобразс вателя.

Устройство для нераэрушающего конт-. роля состоит из емкостного первичного

25 лючателями 11 резистивные элементы 1(. по сигналам от блока 2 управления могут подключаться к эквиваленту входного оспротивления усилителя 15. Коммутация переключаТелей 16 в цепи модулирующего электрода 8 также выполняется по сигналам от блока 2 управления.

Способ осуществляют следующим образом.

На поверхность объекта контроля устанавлив ают емкостный первичный преобразователь 1, обеспечивая на время контроля постоянство контактных условиЯ измерительных электродов с исследуемой средой. Исходное положение переключателей соответствует укаэанному на фиг. 2. При этом глубина проникновения поля в исследуеьый 65 преобразователя 1 с дискретно задава- 5 емой от блока 2 управления глубиной проникновения поля в объект контроля.

Блок управления воздействует также на источник 3 импульсного напряже.ния, осуществляя путем изменения 20 уровня подводимого напряжения стабилизацию общей величины потока поля в исследуемой среде. Сигнал-отклик, получаемый от емкостного первичного преобразователя 1 при импульсном воздействии, представляет сббой длительность выходного импульса, который поступает на вход преобразователя 4 временного интервала в код, последний соединен с блоком 5 опера тивной памяти и индикации.

Емкостной первичный преобразовагель состоит из диэлектрического основания б с напыленными на него концентрическими электродами: центральным высокопотенциальным электродом 7,З" . соединенным с источником 3 импульсного напряжения, модулирукнцим электродом 8, соединенным с цепью модуляции ,глубины проникновения поля в объект контроля и низкопотенциальными элект- 40 родами 9, соединенными резистивными элементами 10 посредством переключателей 11 с емкостным накопителем 12 на инвертирукяцем входе операционного усилителя 13. Выход операционного усилителя 13 соединен с формирователем 14 выходного сигнала. ПерекЮ материал максимальна, амплитуду импульсного напряжения устанавливают минимальной, а длительность прямоугольного импульса напряжения выбирают больше времени установления электрического поля в контролируемой среде. Импульсное воздействие может быть сформировано в виде одиночного импульса или пачки импульсов по сигналу от блока 2 управления. По окончании действия импульсного напряжения переключают цепь реэистивного элемента с входа емкостного накопителя 12 на эквивалент входного сопротивления усилителя 15, а реверсивный счетчик преобразователя временного интервала в код — в режим вычитания и вновь формируют импульсное воздействие. Результат измерения первой составляющей потока поступает в регистр памяти блока 5 оперативной. памяти и индикации.

Таким образом, с помощью преобразователя 4 временного интервала в код и блока 5 оперативной памяти и индикации регистрируют все m составляющих полного потока поля, после чего уменьшают глубину проникновения поля в исследуемый материал на дискретную величину, увеличивают амплитуду импульсного напряжения, обеспечивая постоянство полного потока поля, после чего вновь определяют все m составляккцих потока.

Указанную последовательность операций повторяют для минимальной глубины проникновения поля в исследуемый материал.

Расчет искомых параметров no составляющим потока проводят следующим образом. В случае однопараметрового контроля искомый параметр определяется по показателю относительной деформации поля Я, который рассчитывают по формуле где М. - i-я составляющая потока

1(n) при и-ом дискретном значении глубины проникновения поля (n = 1,2,3), m - число составляющих полного потока поля.

При осуществлении, например, двух параметрового контроля при изменении расстояния h от границы раздела сред до поверхности контроля и коэффициента отражения А для выбранного класса объектов контроля предварительно строится модель поля в системе "первичный преобразователь - объект контроля". Задача решается на ЭВМ и определяются значения у (И,I(, j для ряда

949542

35 дискретных значений h при постоянном значении 1, затем расчет повторяют для ряда дискретных значений Л при постоянноМ значении h.

Вычисленные значения y(h Л ) исI

5 пользуют для определения весовых коэффициентов а„, а„, а1„, а в выбранном диапазоне изменеййя h, Л

При оперативном двухпараметровом нераэрушающем контроле последовательно определяют

Е! - » I .

„-«< (1(п) 1(пМ)1 я>

1(е) (п+1) р Р)

m 2Π— 4 (м1) 1(в+ Е) а искомые параметры Ь, Л - из уравнения а .16+ а„ Л 25 а1.16+ а1>1 Л = 1 - yq.

Поскольку информативнйй параметр р инвариантен к изменениям коэффициента передачи измерительного канала и обеспечивает практически полное 30 исключение аддитивно-мультипликативных погрешностей неразрушакщего контроля, возможна реализация автоматиэи юванного неразрушающего контроля с высокой точностью несложным микропроцессорным устройством, в микропрограмму которого введены весовые йоэффициенты, предварительно расситанные на ЭВМ. Предлагаемйй способ применим, при условии соответствующей модификации первичных преобразователей, для неразрушакщего контроля с использованием других проникакщих физических полей. Способ может быть применен также в технических средствах дистанционной идентификации объектов в oIIтически непрозрачных средах.

Формула изобретения

Способ неразрушающего контроля параметров слоистых сред, включающий определение изменения глубины проникновения электрического поля в исследуемяй материал и регистрацию сигнала на выходе измерительного прибора, о т л и ч а ю щ и и с. я тем, что, с целью повышения точности контроля, дополнительно формируют три последовательных дискретных значения глубины проникновения поля в исследуемый материал, нри этом величину потока поля поддерживают постоянной, затем регистрируют составляющие потока поля.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское. свидетельство СССР

9 440614, кл. G 01 и 27/26,25.05.72.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 425132, кл. G 01 R ..27/26,.23.03. 71.

949542

Составитель С.Шумилиаская

Техред E.Õàðèòoí÷èê Корректор O.Билак

Редактор Г.Кацапап

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

Закаэ 5742/34 Тираж 717 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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