Способ определения электрофизических параметров цилиндрических проводящих изделий

(51)5 0 01 й 27 ИСАНИЕ ИЗОБРЕ НИ объектов. Повышение точности и информативности за счет определения также и радиуса Й цилиндрического изделия достигаетсяпутем измерения при выполнении заданных соотношений между измеряемыми величинами. Значение частоты , при которой проводятся измерения, определяют при условии максимума мнимой составляющей Е, создают дополнительную ЭДС Ед, противофазную ЭДС Ео в режиме холостого хода, получают разнастную ЭДС Ер = Е - Ед, изменяя амплитуду Ед устанавливают фазовый Угол междУ Ер и Ео Равным 31, 43 о, измеряют значения Ед, Ер и Ео, после чего рассчитывают магнитную проницаемость ррадиус К и удельную электрическую про- Я водимость. 1 ил,частоту возбуждающего поля, падвают амплитуду и фазу магнитногоизделии равными заданным амплитуазе, в момент равенства измеряюттуду и частоту тока и определяют магпроницаемость и удельную злектри-, проводимость,туду и держи поля в де и ф ампли нитную чес кую Н едостатки известноность измеряемыхсть определенияетров в случае, козделия или отсутстуемому изделиють измерений, означений магнина рабочем уничивания, соотвезменения намагни ничен можно парам диус и ролир точ нос брасом сти намаг зону и ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИРИ ГКНТ СССР ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Харьковский политехнический институт им, В,И,Ленина. (56) Гончаров Б.В, Теория и практика безэталонных методов контроля, М,: Машиностроение, 1975, с. 40.Авторское свидетельства СССРМ 1188630, кл, 6 01 М 27/90, 1985, ,(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПРОВОДЯЦИХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для измерения электрофизических параметров цилиндрических электропроводящих Изобретение относится к области не- разрушающего контроля качества электромагнитными методами и может быть использовано в электромагнитной дефектоскопии и структуроскопии.Известен способ определения радиуса и удельной электрической проводимости цилиндрических немагнитных изделий, заключающийся в создании возбуждающего магнитного поля, изменении его частоты до равенства фазового угла вносимсй ЭДС заданному фазовому углу, измерении амплитуды вносимой ЭДС и частоты поля с последующим вычислением радиуса и удельной электрической проводимости.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ бесконтактного многопараметрового контроля, заключак)щийся в том, что, изменяя амплиго способа - огра- параметров, невозэлектрофизических гда неизвестен равует доступ к конт, а также низкая бусловленная разтной проницаемочастке кривой тствующем диапачивающего поля.Цель изобретенияповыьненле точности и информативности за сче, определениятакже и радиуса цилиндрического изделия.Поставленная цель достигается тем, чтосогласно способу определения злектрофизических параметров цилиндрических проводящих изделий, заключающемуся всоздании с помощью вихретоконого поеобраэователя возбуждающего переменногомагнитно о потока, индуцирующего вихреные токи н контролируемом изделии, установлении заданного значения амплитудымагни ного потока через сечение изделия,определяемого через нормированное зна:;ение ЗДС Е+.= Е Е, где Е - ЗДС вихретоконого преобразователя в оабочем режиме,а ЕчДС в режиме холостого хода, изменении амплитп,:. - и частотывозбуждающего магнитного гготока при поддерживанииз.:;дан" ого значения амплитудь 1 Е, иэмерении пол,:ченного при определенных условиях значения частотыто и использованииее для определения удельной электрическоЙ проводимости и магнитноЙ проницаемости иэделия, значение частоты Ь 25определяют при условии максимума мнимой составляющей Е, создают дополнительную ЗДС Ед, противофазную ЗДС Ео,получают разностную ЭДС Ер = Ь - Ед, изменяя амплитуду Ед, устанавливают фазовый 3угол между Ер:л Ео равным 31,43 иэмеряк)тзначения Ед, Ер и Ео, после чего определяютотносительную магнитную проницаемостьи, радиус Руд зльну о электрическую проводимость у по формулам: 351,38147 ЕрЕо - Е" "1 - Ед/Е579428,4 Е,40Ер 1 о Йсгде Я - радиус вторичной обмотки вихретоконого пре,бразователя,Изобретение позволяет с высо",1 й точность,о определять от: осительную магнитную проницаемость, удельнуюэлектрическую проводимость, а также и радиус цилиндрических проводящих изделийбгсконтактным методом, что особенно важно в случае когда радиус изделия неизвестен и не возможности измерить егоконтактным методом.Сущность и отличительные признакиизобретения состоят в том, что значениечастоты 1 о определяют при условии максимума мнимой состанляк)щей Е+, создаютдополнительную ЗДС Ед, протинофаз;уюЗДС Ео, получа 1 от разностную ЗДС Ер = Е Ьд, изменяя амплитуду Ед, устанавливзю 1фазовый угол между Ер и Е равным 31,43",измеряют значения Ед, Ер и Е, после чегоопределяют относительную магнитную проницаемость, радиус и удельную электрическую проводимость контролируемогоизделия.На чертеже приведена схема устройства для реализации способа,Устройство, реализующее способ, содержит три проходных нихретоковых преобразователя 1 - 3 с первичными(возбуждающими) 4 - 6 и вторичными (измерительными) 7 - 9 обмотками, перестралваемый генератор 10 синусоидальныхколебаний, амперметр 11, частотомер 12,измеритель 13 разности фаз, два вольтметра 14, 15 переменного тока, переключатель16. фун кцио и ал ьн ый прео ар аэонател ь 17функции нп, де итель 18, перемножитель19, вольтмегр 20 постоянногс тока, Преобраэонаталь 2 выполнен с переменным регулируемым числом витков вторичнойобмотки 8;н виде вариометра) и содержитрегулятор 21 числа витков, Возбуждающиеобмотки 4 - 6 соединены последовательносогласно и подключены к ныходам генератора 10 через амперметр 11. Частотомер 12подключен к выходам генератора 10. Вторичные обмотки 7 и 8 соединены последовательно-встречно и подключены с клеммам"а" и "б" переключателя 16, Вторичная область 9 соединена с входом вольтметра 15 ис вторым входом измерителя 13, Выход переключателя 16 подключен к верному входуизмерителя 13 и к входу вольтметра 14. Выходы аналогового сигнала вольтметров 14 и15 соединены соответственно с первым ивторым входами делителя 18. Вход функционального преобразователя 17 соединен свыходом измерителя 13, а выход - с вторымвходом перемножителя 19, первый вход которого подключен к выходуделителя 18. Выход перемножителя 19 соединен с входомвольтметра 20. Контролируемое изделие 22гразмещено в полости преобразователя 1.Способ осуществляется следующим обра 4 омПеред началом измерений регулятор 21уст,:.новлен в начальное положение (приэтом откочены эсе витки обмотк 1 8), а переключатель 16 в положение "а", Регулировкой выхода генератора 10устанавливают начальное значение частоты(контроль по частотомеру 12) и заданноезначение амплитуды магнитного потокачерез сечение иэделия, определяемое черезноомирова,ное значение ЗДС ЕЕЕогде Е - ЗДС преобразователя 1 с г;делив и22 н рабоче режиме а Е иСзователя 3 (либо по велик"- го:.: с: о1744631 обмотки 7 через переключатель 16 подается на вход вольтметра 14 и на первый вход измерителя -13, а ЭДС Ео обмотки 9 - на вход вольтметра 15 и второй вход измерителя 13. С выходов аналогового сигнала вольтмет ров 14 и 15 сигналы в виде постоянного во времени напряжения поступают соответственно на первый и второй входы делителя 18, где происходит деление Е/Ео, Сигнал, пропорциональный фазовому углу уЪ (меж ду Е и Ео), с выхода измерителя 13 подается на функциональный преобразователь 17. На входы перемножителя 19 поступают сигналы с преобразователя 17 (пропорциональный зпро ) и с делителя. 18. С выхода 15 перемножителя 19 сигнал, равный по величине мнимой составляющей Е( (ЪПЕ = =(Е/Ео).з и уЪ ), подается на вольтметр 20. Далее изменяют амплитуду и частоту с 20 постоянным шагом Ю возбуждающего магнитного потока при помощи перестраиваемого генератора 10 (контроль по амперметру 11 и частотомеру 12), поддерживая заданное значение амплитуды Е. 25 При этом каждый раз измеряют величину. мнимой составляющей Е вольтметром 20. Значение частоты Ьо опоеделяют пои условии максимума мнимой сод-авля сщей Е, затем фиксируют частоту 1 о. После этого из меняют число витков измерительной обмотки 8 регулятором 2 до момента, когда показания измерителя 13 разности фаз станут равными 31,43 о. При этом фиксируют поло:кение регулятора 21, измеряют ампли туду разностной ЭДС Ер вольтметром 14 и амплитуду ЭДС Ео вольтметром 15. Затем переводят переключатель 16 в положение "б" и вольтметром 14 измеряют амплитуду дополнительной ЭДС Ед, Далее определя ют относительную магнитную проницаемость,иг, радиус Я и удельную электрическую проводимость д по формулам;45 1,38147Ер Ео - ЕдЕ =Всl1 - Е/ЕдИ = й /1 - Е /Е 50579428,4 Еогде Йс - радиус вторичной обмотки вихрето 55кового преобразователя. 579428,4 Ео Фр о с где йс - радиус вгоричной обмотки 7 вихре- токового преобразователя 1. Изобретение позволяет повысить точность и информативность определения электрофизических параметров цилиндрических проводящих изделий за счет определения также одновременно и радиуса иэделия бесконтактным методом, что особенно важно в случаях, когда радиус изделия неизвестен, неодинаков по длине изделия или нет воэможности определить его контактным методом.Формула изобретения Способ определения электрофизических параметров цилиндрических проводящих изделий, заключающийся в том, что создают с помощью вихретокового преобразователя возбуждающий переменный магнитный поток, индуцирующий вихревые токи в контролируемом иэделии, устанавливают заданное значение амплитуды магнитного потока через сечение иэделия, определяемое через нормированное значение ЭДС,Е = Е Ео, где Е - ЭДС вихретокового преобразователя в рабочем режиме, Ео - ЭДС в режиме холостого хода, изменяют амплитуду и частоту 1 возбуждающего магнитного потока, поддерживая заданное значение амплитуды Е, измеряют полученное при определенных условиях значение частоты= Ьо и используют ее для определения удельной электрической проводимости и магнитной проницаемости изделия, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точное и и и .формативности за счет одре деления также и радиусаЯ цилиндричсского изделия, значение частоты то определяют при условии максимума мнимой составляющей Е, создают дополнительную ЭДС Ед, противофазнуа ЭДС Ео, получают разностную ЭДС Ер = Е - Ед, изменяя амплитуду Ед устанавливают фазовый угол между Ер и Ео, равный 31,43, измеряют значения Ед, Ер и Ео, после чего определяют относительную магнитную проницаемость,иг, радиус й и удельную электрическую проводимость а по формулам1,38147ЕЕо - Едоиэводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина. 10 мз 2195 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж, Раушская нвб 4/5О