Способ бесконтактного измерения параметров цилиндрических проводящих изделий

(56) АвторскоеВ 845122, кл. С Бюл. В 4й политехническЛенинаов, С.СРоманов ин(088.8)свидетельство СССР 01 Р 33/12, 1978. ТНОГО ИЗМЕРЕНИ СКИХ ПРОВОДЯ 1 ЦИ тся к области я металлов и ение функцио пособа безко етров цилиндлий. В аписма устройб. Цель доская ток от а д споспропу ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТ(54) СПОСОБ БЕСКОНТАКПАРАМЕТРОВ ЦИЛИНДРИЧЕИЗДЕЛИЙ(57) Изобретение отнонеразрушающего контроизделий. Цель - расшинальных возможностейтактного измерения парических проводящих инии изобретения данаства, реализующеготигается тем, что ОБРЕТЕНИ задающего генератора 7 фиксированнойчастоты по возбуждающему проводнику(ВП) 1, вольтметром 9 измеряют электродвижущую силу (ЭДС) первой пространственной гармоники (ПП) на измерительных проводниках 2,3, вольтметром10 - ЭДС на измерительных проводниках4,5 второй ПГ без образца 6. Затемпомещают образец 6, ток в ВП 1 поддерживают постоянным, измеряют вновьЭДС (ервой и второй ПГ, а фазометром11 измеряют фазовый угол первой ПГпо отношению к опорной фазе сигналас катушки взаимоиндуктивности 8, определяют значения нормированных амплитуд обоих ПГ, находят отношениенормированной амплитуды второй ПГ кквадрату первой, определяют относительную магнитную проницаемость образца 6 и по значению ЭДС первой ПГнаходят радиус изделия с последующимопределением удельной электрическойпроводимости, 6 ил.Изобретение относится к неразрушающему контролю металлов и изделий, в частности к методам определения электрофизических и геометрических параметров проводящих образцов, 5Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет одновременного измерения трех параметров цилиндрического изделия.На фиг,1 приведено взаимное распо ложение возбуждающего и измерительных проводников по отношению к исследуемому образцу; на фиг,2 - распреде,ление пространственных гармоник электромагнитного поля по окружности, ог раничивающей одно из поперечных сечений образца (2 = сопв 1), а также местоположения возбуждающего (ВП) и измерительных (ИП) проводников; на Фиг.З - принципиальная схема устрой стна, реализующего данный способ; на Фиг. 4 - графики Функциональных зависимостей отношения нормированной амплитуды второй пространственной гармоники А к квадрату нормированной амплитуды первой пространственной гармоники А от тангенса фазового угла первой пространственной гармоники Сц Р, при различных значениях магнитной проницаемости ; на фиг.5 - гра Фики зависимостейФ, ат обобщенного параметра х при фиксированных значениях ш; на фиг.6 - графики зависимостей удельнойнормированной амплитуды первой пространственной гармоники, 35 включающей в себя форм-фактор 3 - а/Й (где Й - расстояние ИП от оси изделия, а - радиус изделия) от обобщенного параметра х при различных значениях р . 40Первичный преобразователь содержит (фиг.1) возбуждающий полюс (ВП) 1 (один или несколько проводников), измерительные проводники 2 и 3 для измерения суммарной ЭДС первой и второй 45 пространственных гармоник (ИП, и%ИП, ), расположенные на лучах с У0 и У = 3, и измерительные проводники 4 и 5 для измерения ЭДС второй пространственной гармоники (ИП и 50 ИП ), расположенные на лучах с угла 11ми по азимуту У =- , от ВП а так 2Ф же образец 6.Принципиальная схема устройства (фиг.З) соцержит задающий генератор55 (ЗГ) 7, катушку взаимоиндуктивности (КВ) 8, первичная обмотка которой включена последовательно-согласно сгде Е ,Е, - ЭДС преобразователябез образца; ЕЕ - ЭДС преобразователя с образцом. Далее находят отношение нормированной амплитуды второйгармоники к квадрату первой. Затемпо графикам (Фиг,4) для .вычисленногозначения А/А, и измеренного значенияТ 8 Ф, определяют относительнуюмагнитную проницаемость образца ш, после чего, пользуясь кривой графикафиг.5, соответствующей найденномузначению М, определяют обобщенный параметр х для значения 18 Р, . Для найВП преобразователя, первый вольтметр9 В 1 для измерения ЭДС первой пространственной гармоники измерительныхпроводников ИП, и ИП, , включенных%последовательно-встречно, второйвольтметр 10 для измерения ЭДС второй пространственной гармоники измерительных проводников ИП и ИП2включенных последовательно-согласно,фазометр 11 для измерения фазовогоугла первой пространственной гармоники между измерительными обмоткамиИП, и ИП, и вторичной обмоткой КВ 8.Определение электромагнитных игеомЕтрических параметров исследуемого изделия производится следующимобразом,Пропуская переменный ток от задающего генератора 7 фиксированной частоты по возбуждающему проводнику ВП1, первым вольтметром 9 измеряют ЭДСпервой пространственной гармоники наизмерительных проводниках 2 и 3, авторым вольтметром 10 - ЭДС на измерительных проводниках 4 и 5 второйпространственной гармоники преобразователя без образца 6, Затем вдоль оси2 в преобразователь помещают исследуемый образец 6, при этом ток в ВП1 поддерживают постоянной величины.Измеряют первым вольтметром 9 ЭДСпервой пространственной гармоники ивторым вольтметром 10 - ЭДС второйпространственной гармоники преобразователя с образцом 6, а также фазометром 11 фазовый угол первой пространственной гармоники по отношению копорной Фазе сигнала с КВ 8, По измеренным ЭДС преобразователя определяют значения нормированных амплитудпервой и второй пространственных гармоник, т.е.1287067 4мости можностом . метеи за счетет одновременного из.мерения трех па араметров изделия(35 положенному на повающий то по проводникку, раси изме янад поверхностью иэделир ют беэ испытуемого изделияя,значения ЭДС первой и второй прост-,ранственных гаков возбрмоник магнитных пото 10уждающего тока и п и налтех же гармоник пространственных магнитных потпотоков возбужего и вих евыр х токов в изделии,а такжеизмеряют фаз ЭДСмоники на проводниках азу первой га -Ррасположенныхвдоль о раэующей цилиндра наверхностьюад его поранственныхтью в местах макси мумов простка т.евенных гармоник возбужд ающего то.е. на лучах А й а = -- К агде 3 = -- Форм-фактор.Подставляя найденные значениях и а в выражениеУ х2р,р аы(4) определяют удельную электрическ проводимость г е - осгде , - магнитная постоянная, равная 4 Т 10И - циклическая частота возбфунк ионвоз уждающего тока.6 пост оункциональные эависимосости фиг.4 остроены с использованием а та функций Б есселя.анием аппара ф о ормула из об ретения Способ бесконта ктного измеренияпарамет овр цилиндрических прова яизделий основаанный на возб епров одящихобразце вих евьуждении ввихревых токов переменныммагнитным полем фйкси отыксированной частои измерении амплитвторичоричной обмоткиитуды и Фазы ЭДСпреобразователяо тличающти иелью расширения ф нс я тем, что ся функциональных воз 3денных значений Чиг.6и х по зависиф . находят величи Кну , при эрадиус изделия 1 =ф О1где У - гу ловая координат а в цилиндрической систстеме, отсчитываемая от п овр одника с возбуждающим током;п. - номер гармоникипричем еФричем по величине ЭДС пе нике и ее фе первой гармои ее фазы, а также ЭДС вто о пространствевторой ют мннои га монмагнитн юр ики определяу проницаемость, по значению ЭДС первойо пространственной гармоники нахо япосле юдят радиус иэделия я с элект иду щим определением удельнойтрической проводимости./Составитель М.БухароТехред Л.Сердюкова Корректор А Тяско Редактор И.Сеглян 0 аказ 7712 4 47 Проектная, . 4 роиэводственно-полиграфическое предприятие, г,ужгоро Тираж ВНИИПИ Госуда по делам и 113035,. Москвтвенного к бретений и Ж, Рау Подписноитета СССРткрытийкая наб., д.