Способ измерения параметров электропроводных объектов и устройство для его реализации

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советскик Социалистических Республик(51)М, Кл,С 01 М 27/86 с присоединением заявки М Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОПРОВОДНЫХ ОБЬЕКТОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для измерения параметров электропроводных тел, а именно, электропроводности, толщины и т.д, 5Известен способ измерения параметров электропроводных объектов, заключающийся в том, что в объекте контроля возбуждают вихревые токи различных частот, выделяют с помощью 10 фильтров переменные сигналы на соответствующих частотах, преобразуют их в постоянные напряжения, получа- . ют с помощью решающего устройства суммарный сигнал и по еговеличине 15 судят о контролируемых параметрах (1,Недостаток известногоспособа состоит в низкой точности измерений, обусловленной необходимостью преобра-. зований сигналов переменного напряжения в постоянные и выполнения математических операций с сигналами постоянных напряжений.Наиболее близок по технической сущности к изобретению способ изме рения параметров электропроводных объектов, заключающийся в том, что с помощью вихретокового преобразователя в объекте возбуждают вихревые токи и по величине их магнитного 30 поля в зоне контроля судят об измеряемых параметрах объекта 2),Способ осуществляется устройством,содержащим последовательно включенные генератор, вихретоковый преобразователь и блок обработки и индикации сигналов 131,Недостаток известного способа состоит в низкой точностиизмерений,так как изменение эквивалентногодиаметра преобразователя, используемого в известном способе и устройстве для его осуществления, не позволяет изменять желаемым образом характеристики преобразователей. Целью настоящего изобретения является повышение точности измерений параметров электропроводных объектов.Цель в способе достигается тем, что в зоне контроля дополнительно возбуждают сигналами той же частоты вихревые токи, которые. циркулируют по своим контурам, не совпадающим частично или полностью с контуром первичных вихревых токов и между собой, фазы и амплитуды этих токов регулируют до получения оптимальных условий измерения, а о параметрах объекта судят по величине реэультврующего сигнала измерительной обмотки вихревого преобразователя.Отличие устройства, реализующегонастоящий способ, состоит в том, чтооно снабжено амплитудно-Фазовыми" регуляторами, а вихретоковый преобразователь выполнен в виде несколькихвключейных параллельно возбуждающихобмоток разного диаметра; с каждойиз которых последовательно включенамплитудно-фазовый регулятор.На Фиг.1 представлен пример блоксхемы устройства, реализующего спо",соб; на Фиг. 2 и фиг. 3 - зависимости сигнала вихретокового преобразователя, поясняющие сущность предлагаемого способа.Устройство содержит генератор 1,амплитудно-фазовые регуляторы 2, 3 и.4 тока возбуждения, вихретоковый преобразователь 5, выполненный в видевозбуждающих катушек 6, 7 и 8 индуктивности и измерительной катушки 9,блока 10 обработки и индикации, выполненного, например, в виде компенсатора 11, схемы 12 обработки сигналаи индикатора 13,Выход генератора 1 через регуляторы 2, 3 и 4 соединен с катушками6, 7 и 8 преобразователя 5. Катушка 9 соединена с блоком 10, на входе которого стоит компенсатор 11.Компенсатор 11, схема 12 и индикатор13 соединены последовательно. Количество возбуждающих катушек можетбыть увеличено до необходимой величины. Соответственно увеличиваетсяи количество амплитудно-фазовыхрегуляторов.Устройство работает следующимобразом,Генератор 1 питает возбуждающиекатушки б, 7 и 8 преобразователя 5токами, амплитуда и фаза которыхрегулируется спомощью амплитуднофазовых регуляторов 2, 3 и 4. Каждаяиз возбуждающих катушек наводит,В. электропроводящем"объекте 14 вйхревые токи, циркулирующие по различнымконтурам, так как диаметры возбуждающих катушек различны. Амплитуды и фазы этих:токов определяются амплитудами и фазами токов в соответствующих возбуждающих катушках 6, 7 и 8.Результирующее магнитное поле вихревых токов наводит в измерительнойкатушке 9 напряжение, которое поступаетна"вход"коммутатора 11 блока 10,4 ычитающего из напряжения иэмерительФой катушки 9 напряжение холостогохода. С выхода компенсатора 11 напряжение, зависящее уже только от"параметров объекта 14, поступает навход схемы 12 и с ее выхода - на индикатор 13.На фиг. 2 представлена диаграмма,поясняющая, сущность Формированиясигнала вихретокового преобразователя 5.Для упрощения рассмотрены только сигналы, обусловленные результирующим полем вихревых токов, задаваемыхкатушками 6 и 7.Сигнал преобразователя 5, обусловленныйвозбуждающим полем кат ки б,при изменении параметра Я=К юйр р1 О(где й 1 - радиус возбуждающей обмоткиб,М - частота тока возбуждения,6 и )з - соответственно электропроводность и магнитная проницаемость материала иэделия 14, о (магнитнаяпостоянная) изменяется по линии 15.В то же время сигнал, обусловленныйвозбуждающим полемкатушки 7, изменяется по линии 16, которая для наглядности повернута на 180 . Есликонтролируемый объект имеет электропроводность б, тогда на измерительную обмотку 9 соответственно наведутся напряжения О, и О, которые в суммедадут результирующее напряжение О.20 Угол между напряжениями О и О мо 1жет регулироваТься с помощью изменения разности фаз между, соответствующими токами возбуждения с помощьюамплитудно-Фазовых регуляторов 2 и 3.25 Эти же регуляторы 2, 3 задают и соотношение амплитуд напряжений О, и О.Регулируя токи возбуждения по амплйтуде и Фазе, можно добиться получения характеристик желаемого вида.Так, например, на фиг, 3 представлен.случай преобразования годографа вектора 0 в прямую линию (иэ фиг,2),что позволяет отстроиться амплитудно-Фазовым способом от вариации элект-ропроводности 6 при широких пределахее изменения, для измерения другихпарам тров объекта, например толщины.Таким обраэом, предложенный способ,й устройство для его реализации позволяют повысить точность измерений за 40 счет получения зависимостей вихретокового преобразователя с требуемымисвойствами, При этом изменения зависимостей осуществляются не эа счет изменения конструктивных параметров преоб 45 разователя, а путем регулироВки элект-;рических величин, а именно: амплитуди Фаз токов возбуждения в соответствующих катушках преобразователя, чтовесьма просто.50Формула изобретения 1, Способ измерения параметровэлектропроводных объектов, заключающийся в том, что с помощью вихретокового преобразователя в объекте возбуж-, дают вихревые токи и по величине их магнитного поля в зоне контроля судят об измеряемых параметрах объек та,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения, точности измерения, в зоне контроля дополнительно возбуждают сигналами той же частоты вихревые токи, которые циркулируют 5 по своим контурам, не совпадающим частично или полностью с контуром первичных вихревых токови между собой, . фазы и амплитуды этих токов регулируют до получения оптимальныхусло"- вий измерения, а о параметрах объекта судят по величине результирующего 5 сигнала измерительной обмотки вихревого преобразователя.2. Устройство, реализующее способ по п.1,содержащее последовательно /соединенные генераторвихретоковый и преобразователь и блок обработки и индикации сигналов, о т л и ч а ю -щ е е с я тем, что оно снабжено амплитудно-Фазовыми регуляторами, а вихретоковый преобразователь выполнен в виде нескольких включенныхпараллельно возбуждающих обмотокразного диаметра, с каждой из которых последовательно включен амплитудно-Фазовый регулятор,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1."Методы неразрушающих испытаний", под ред. Р.Шарйа, М., "Мир",1972, с.371-379, Фиг.10, 11.2. Авторское свидетельство СССРР 271087, кл. 6 О й 27/00, 1969,3. Авторское свидетельство СССР9 292057, кл. 6 01 В 7/04, 1970Закаэ 4228 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. ПроеКтная, 4 0Тираж 1019 НИИПИ ГосуййрСтвенного кЬмпо делам иэобретений и о 35, Москва, Ж, Раущская Подписнота СССРытий