Способ бесконтактного измерения температуры электропроводящих цилиндрических изделий

ШЯ 01 К 738,Р,ННЫЙ КОМИТЕТ ССОР ивюваеб и ОННЛЮ(71) Карьковский ордена Ленина политехнический институт им. В.И, Ленина(56) 1. Авторское свидетельство СССРВ 188067, кл. С 01 К 7)38, 1964,2 Ф Патент Японии И 54-794,кл. С 01 К 13)08, опублик. 16.01.79.(54)(57) СПОСОБ БЕСКОНТАКТНОГО ИЗИБРЕИИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИХЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ, заключающий"ся и размещении изделия в переменномэлектромагнитном поле вихретокового преобразователя, измерении амплитуды и фазы магнитного потока в изделии, определении его электропроводности и последующем вычислении величины измеряемой температуры, о т л и ч а ю щ и й с я гем, что, с целью повышения точности измерения, дискретно изменякгг частоту возбуждающего электромагнитного поля вихретокового преобразователя, поддерживая постоянной его амплитуду, определяют глубину прО никновения магнитного поля и электро" проводность иэделия на каждой фикси рованной частоте и по полученным значениям находят распределение температуры в сечении контролируемого иэделия.112Изобретение относится к термометрии и может быть использовано для бесконтактного контроля температуры металлических изделий в процессе их технологической обработки (индукционная закалка, отжиг и т.д.).Известен способ бесконтактного измерения температуры иэделий из ферромагнитных материалов, заключающийся в размещении изделия в элекТромагнитном поле соленоида, подключенного к генератору .переменной частоты, и определении температуры различных слоев изделия по гармоникам тока в цепи соленоида 1.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ бесконтактного измерения температуры электропроводящих цилиндрическихизделий,заключающийся в размещении изделия в перемецном электромагнитном поле вихретокового преобразователя, измерении амплитуды и фа" зы магнитного потока в изделии, опресозе 5479 . 2На чертеже приведена блок-схема устройства, реализующего предложенный споеоб,Контролируемое изделие 1 размещают в переменном электромагнитном поле вихретокового преобразователя, состоящего из намагничивающей 2 и измерительной 3 катушек, и фиксируют частоту перестраиваемого генера тора 4. Затем фаэометром 5, опорный сигнал для которого снимается с вторичной обмотки трансформатора 6, первичная обмотка которого включена последовательно с амперметром 7 и намаг" ничивающей катушкой 2, измеряют угол сдвига фазмежду суммарным магнитным потоком Фо и магнитным потоком ф, в воздушном зазоре между изделием 1 и катушками преобразователя. Затем 20 определяют магнитный поток Ф в саг мом изделии из соотношенияо по пр тр делении его электропроводности и ив следующем вычислении величины измеряемой температуры 2 3.Недостатком известного способа является невысокая точность измерения. Это связано с тем, что величина опре -деляемой температуры является усредненной по сечению изделия и может значительно отключаться от действительной температуры при ее неравномерном распределении в различных слоях изделия.35Целью изобретения является повышение точности измерения температуры.Поставленная цель достигается тем, . что согласно способу бесконтактного40 измерения тем:.ературы электропроводящих цилиндрических, изделий, заключающемуся в размещении изделия в переменном электромагнитном поле вихретокового преобразователя, измерении45 амплитуды и фазы магнитного потока в изделии, определении его электропроводности и последующем вычислении величины измеряемой температуры, дискретно изменяют частоту возбуждаю 50 щего электромагнитного поля вихретокового преобразователя, поддерживая постоянной его амплитуду, определя" ют глубину проникновения магнитного поля и электропроводность изделия на каждой фиксированной частоте, и55полученным значениям находят рас"еделение температуры в сечении конолируемого изделия.еличину магнитного потока Фв зажно определить из соотношения 2 ф Я гд адиус из адиус ка шек преобразоваагнитная пряженно к деляю магии алее фаз м го, используя соот Е о оизделиишение Ф созе-Фо где Е ольтмет измеряемаясуммарная Эмагнитным пзначение ЭД связаннаяоком ф,тствии тог омпл го поток зависим т Е где,7;-модифицированные функции Бесселя первого рода нулевого и первого поряд Кро магнит выразикату опр ежду и вн остоянная,ть Магнитного пол тангенс угла сдвиыми потоками в т оэ- 1- - Е о 1 г 1 о1125479 Составитель В. ГолубевТехред Л.Коцюбняк Корректор М.Леонтюк Редактор В. Данко Заказ 8529/30 Тираж 822ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ков от комплексного аргумента ( У ),у - обобщенный параметр,связанный с глубиной проникновения магнитногополя в изделир. д соотношением2 а- частота возбуждающегоэлектромагнитного поля,Й - удельная электрическаяпроводимость материалаизделия,2 - безразмерный параметр,фаза которого совпадаетс фазой магнитного потока в изделии.С помощью справочных данных пофункции Бесселя можно рассчитать зависимость 1 Ч и модуля параметра Еот обобщенного параетра у, по которым, используя полученное значение19, можно определить глубину проникновения магнитного поля О" и усредненную по этой глубине величину электропроводности для данной фиксированной 25частоты генератора 43 - ;к о ( 2 . 5)1 ф 2По полученному значению величины 3 Оэлектропроводности 3, используяградуировочный график или известнуюзависимость, определяют среднюю температуру контролируемого слоя иэделия, соответствующего данной глубине про-никновения магнитного поля.Дискретно изменяя частоту генератора 4 и поддерживая постоянной амплитуду магнитного поля фо, измеряют Ф 2 и 1 Чна каждой фиксированной частоте и получают новые значения д" и соответствующие этим частотам. Определяя среднюю температуру в двух соседних слоях изделия, соответствующих двум глубинам проникновения магнитного поля д" и д 2 при двух достатч близких частотах 1 игенератора 4, можно с требуемой точностью определить действительную температуру узко" го слоя изделия толщиной Ьо = 8-32, а для множества дискретных частот генератора - профиль распределения температуры по сечению изделия.Для уменьшения погрешности измерения, возникающей в результате неполного промагничивания изделия (1 ( а ) амплитуду магнитного поля необходимо стабилизировать на значении, соответствующем начальному линейному участку кривой намагничивания.Изобретение позволяет с высокой точностью измерять распределение температуры по сечению как ферромагнитных, так и немагнитных электропроводяших изделий.