Способ неразрушающегося контроля параметров слоистых сред

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик949542(22) Заявлено 25.12. 80 (21) 3225433/18-21 с присоединением заявки Мо " Государственный комитст СССР по делам изобретений и открытий(088,8) Дата опубликования описания 070882 Я.И.Бульбик и М.И .Соколовф34г1, 1Красноярский политехнический институт ".".Ь, ;- .,(72) Авторы изобретения(54) СПОСОБ НЕРАЗРУПИИОЩЕГО КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВСЛОИСТЫХ СРЕД 2 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). 10Известны 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 электрическогополя в материал. Осуществляя периодическое.изменение глубины проникновения поля в исследуемый материал между двумя крайними значениями, .снимают, аМплитудно-временную осциллограмму параметров конденсатора вэталонной однородной и в исследуемойсреде и по характеристикам обеих осциллограмм опредечяют искомые диэлектрические и геометрические параметры Г 2).Однако нри осуществлении контролявозникают затруднения в разделенииэффектов относительной деформацииполя в неоднородной среде и модуляции цоля по глубине, возникают аддитивные и мультипликативные составля;ющие методической погрешности измерения, что обуславлйвает снижение точности конроля.Кроме того, так как регистрируется величина, пропорциональная интегральному значению полного потока поля,а не плотности его распределения,возможны значительная степень неоднозначности интерпретации результатови уменьшение точности контроля.Цель изобретения - повышение точ"ности контроля,Цель достигается тем, что согласно способу неразрушакщего контроляпараметров слоистых сред, включающе-,му определение изменения глубины проникновения электрического поля в исследуемый материал и регистрацию сиг 949542нала на выходе измерительного прибора, дополнительно формируют три последовательных дискретных значения глубины проникновения поля в исследуемый материал, при этом величину потока поля поддерживают постоянной, 5 затем регистрируют составляющие потока поля.На Фиг. 1 изображена структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на Фиг. 2 - электри-)(Оческая схема применяемого емкостногопервичного преобразсвателя.Устройство для нераэрушающего конт-.роля состоит из емкостного первичногопреОбразователя 1 с дискретно задаваемой 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 оперативной 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 электродами 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. Переключателями 11 резистивные элементы 11,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.5Способ осуществляют следующим образом.На поверхность объекта контроля устанавлив ают емкостный первичный преобразователь 1, обеспечивая на время контроля постоянство контактных 60 условий измерительных электродов с исследуемой средой, Исходное положение переключателей соответствует укаэанному нафиг. 2. При этом глубина проникновения поля в исследуеый 65 е 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 и) составляющих полного потока поля, после чего уменшают глубину проникновения поля висследуемый материал на дискретную величину, увеличивают амплитуду импульсного напряжения, обеспечивая постоянство полного потока поля, после чего вновь определяют все и) составляккцих потока, Указанную последовательность операций повторяют для минимальной глубины проникновения поля в исследуемый материал.Расчет искомых параметров по составляющим потока проводят следующим образом. В случае однопараметрового контроля искомый параметр определяется по показателю относительной деФормации поля Я, который рассчитывают по формулеБ -ч М(Я "о) м)где М ( - 1-я составляющая потока1(в 1при в-ом дискретном значении глубины проникновения поля (в = 1,23)р)и - число составляющих полного потока поля,При осуществлении, например, двух параметрового контроля при изменении расстояния Ь от границы раздела сред до поверхности контроля и коэффициента отражения 1 для выбранного класса объектов контроля предварительно строится модель поля в системе "первичный преобразователь - объект контроля". Задача решается на ЭВМ и определяются значения у (Ь,1 ) для ряда949542 ставитель С.Шумилиаскаяхред Е.Харитончик Корректор О.Била Редактор Г. ап иал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 каэ 5742/34 Тираж 717 ВНИИПИ Государственного по делам иэобретений 113035, Москва, Ж, Р