Способ определения параметров цилиндрических электропроводящих изделий

" %НИ ТЕН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АНИЕ ИЗОБР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Омский политехнический институт(56) Авторское свидетельство СССРМ 1448260, кл, 6 01 М 27 П 2, 1986.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИХ ИЗДЕЛИЙ(57) Изобретение относится к нераэрушающему контролю материалов и изделий вихретоковым методом и может бытьиспользовано для измерения относительной магнитной проницаемости, радиуса иудельной электрической проводимости одИзобретение относится к неразрушающему контролю материалов и изделий вихретоковым методом и может быть использовано для измерения относительной магнитной проницаемости, радиуса и удельной электрической проводимости однородных цилиндрических электропроводящих изделий,Цель изобретения - расширение функциональных возможностей способа.На чертеже представлена структурная схема устройстава для реализации способа.Устройство содержит прохоДной преобразователь 1, состоящий из двух последовательно включенных намагничивающих обмоток 2 и 3 и двух встречно включенных нородных цилиндрических электропроводящих изделий, Цель изобретения - расширение функциональных возможностей - достигается эа счет измерения дополнительного параметра - радиуса исследуемого изделия, Для достижения этой цели на изделие воздействуют однородным переменным осесимметричным магнитным полем, изменяют его частоту до момента достижения максимума действительной составляющей относительного вносимого напряжения, регистрируют в данный момент частоту переменного магнитного поля, модуль и фазу относительного вносимого напряжения, после чего определяют относительную магнитную проницаемость, радиус и удельную электрическую проводимость изделия. 1 ил. измерительных обмоток 4 и 5, генератор 6, управляемый напряжением, генератор 7 линейно нарастающего напряжения, первый 8 и второй 9 амплитудные детекторы, первый 10 и второй 11 блоки выборки-хранения, первый 12 и второй 13 блоки сравнения, формирователь 14 импульсов, делитель 15, блок 16 задержки импульса, блок 17 управления, преобразователь 18 фазы в напряжение и вычислительный блок 19,Устройство работает следующим образом,По команде блходное состояние7-11. Генератор 7напряжения начин ока 17 управления в исустанавливаются блокилинейно нарастающего ает вырабатывать посте 1672340пенно увеличивающееся напряжение, за счет чего частота генератора б плавно увеличивается, Ток, протекающий по обмотке,2 проходного преобразователя 1, возбуждает переменное магнитное поле, которое является причиной возникновения в изделии вихревых токов. В измерительной обмотке 4 индуцируется переменное напряжение О(1) =) млло НоЮВ. - В +2 2 2 В 211 Могде и) - круговая частота переменного магнитного поля с напряженностью Но;ро - магнитная постоянная;О/ - число витков измерительной обмотки 4;Ви и В - радиусы соответственно измерительной обмотки 4 и иэделия;р.- относительная магнитная проницаемость изделия;о и 11 - модифицированные функцииБесселя первого рода соответственно нулееого н первого порпдеов от обобщенногопараметра Й= В- )а)роро;о - удельная электрическая проводимость,В измерительной обмотке 5, аналогичной обмотке 4, индуцируется переменноеНаПРЯжЕНИЕ Оо = 1) 1 И/Мо Но Л Во, КОТОРОЕгпоступает на вход первого амплитудногодетектора 8, и опорный вход преобразователя 18 фазы в напряжение и на первыйвход блока 12 сравнения.На выходе делителя 15 формируется относительное вносимое напряжениег= (В/Ви) - коэффициент заполнения;211 ЙРэфф (Й) = - эффективнаяомагнитная проницаемость изделия.При помощи блоков 12 и 14 формируются импульсы при переходе напряжения Оочерез нуль, которые запускают блок 10 выборки-хранения, который запоминает величину напряжения на выходе делителя 15,которая численно равна модулю действительной составляющей относительного вносимого напряжения.Оо= 11 О,(й)соэа 1,где у = аг 9 Ц (,и,иэфф -1) - фаза относительного вносимого напряжения.В блоке 11 выборки-хранения с некоторой задержкой запоминается значение О 1 о.В следующий период из-за изменения частоты переменного магнитного поля напряжение на выходе блока 10 изменится. Блок13 сравнивает напряжения на выходах блоков 10 и 11 и, когда напряжение на выходе блока 10 станет меньше напряжения на выходе блока 11, формируется сигнал, оста навливающий генератор 1 линейно нарастающего напряжения. Этот сигнал свидетельствует о достижении максимума действительной составляющей относительного вносимого напряжения, На выходе 10 преобразователя 18 фазы в напряжение в данный момент будет напряжение, пропорциональное фазе относительного вносимого напряжениягЪ = аг 9 0(РРф 1 В 15 где фе =рэфф (Йо) Йо - эначениеобобщенного параметра при условии максимума действительной составляющей относительного вносимого напряжения,В вычислительном блоке 19 производится вычисление относительной магнитной проницаемости, радиуса и удельной электрической проводимости изделия по формулам1 25 г ТДТ(соео - гоегп вТп 74В=Во к, г с 1, р) + р Ве,ич - 1)г2 3011 12ОЬо/ ВгДе Гх = -аг 9 ф, ио - кРУговав частота переменного магнитного поля в момент появления импульса на выходе блока 13, ВеличИнЫ 104 1, СОЭ ГХ, 51 П ГХ 1 Мо 1,1 т /4 ф Ве р есть константы, Их значения сведены в таблицу, 40 Напряжение, пропорциональное амплитуде относительного вносимого напряжения 1 Он 1, формируется на выходе второго амплитудногодетектора 9. Значение амплитуды относительного вносимого напряже ния может быть рассчитано также по зарегистрированным значениям действительной составляющей относительного вносимого напряжения и его фазы.Использование предлагаемого способа позволяет контролировать параметры относительной магнитной проницаемости, радиуса и удельной электрической проводимости цилиндрических электропроводящих изделий из материалов с относительной магнитной проницаемостью, изменяющейся в широком диапазоне значений, и увеличить производительность контроля.,й -фЪФсозй 19 фо 3 пя 25 Составитель С,фоменкоТехред М.Моргентал Корректор А.Осауленко актор С.Патрушева аказ 2835 Тираж 380 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж. Раушская наб., 4/5 енно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 роиэв Формула изобретенияСпособ определения параметров цилиндрических электропроводящих изделий, включающий воздействие на иэделие однородным переменным осесимметричным 5 магнитным полем, изменение его частоты до момента достижения максимума действительной составляющей относительного вносимого напряжения, регистрацию в этот момент значения действительной составля ющей относительного вносимого напряжения и частоты воздействующего магнитного поля, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей. в момент достижения максимума дей ствительной составляющей относительного вносимого напряжения, измеряют фазу относительного вносимого напряжения, а параметры цилиндрических проводящих изделий определяют иэ следующих соотно шений: чЧ Цп)фе) + ф йе,ие - 1)гОЙЬ,Ро Йгде р - относительная магнитная проницаемость изделия;Й и В - радиус изделия и измерительной обмотки;гт - удельная электрическая проводимость изделия:0- амплитуда относительного вносимого напряжения;Й,и р = йе р + 1 ре- значения модуля обобщенного параметра и эффективной магнитной проницаемости, соответственно при условии максимума действительной составляющей относительного вносимого напряжения;а =-аг 9 р;КЪ - фаза относительного вносимого напряжения;ус, - магнитная постоянная;йЬ - круговая частота переменного магнитного поля,