Способ измерения удельной электрической проводимости

Союз Советских Социелистинеских РеспубликОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(61) Дополнительное к авт. свид-ву - - (22) Заявлено 060280 (21) 2878119/25-28 с присоединением заявки Нов(23) Приоритет -Опубликовано 071181. Бюллетень М 41 Дата опубликования описания 07,1181(51)М. Кл.з С 01 М 27/90Государственный комитет СССР но делам изобретений н открытий(72) Автор изобретения ЕН.Дерун Рижский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институтЮ(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УДЕЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙПРОВОДИМОСТИ Изобретение относится к неразрушающим методам контроля и может найти применение в разных отраслях машиностроения для дефекто- и структуроскопии металлических иэделий.Известны способы измерения удельной электрической проводимости, ис" пользующие двойной мост, потенциометр постоянного тока и вихретоковый преобразователь 1 1.Измерения двойным мостом или потенциометром постоянного тока проводятся на специально изготовленных образцах, обладают низкой производительностью, и применяются, в основном 15 в лабораторных условиях.Наиболее близким к изобретению является способ измерения удельной.электрической проводимости, который основан на методе вихревых токов, заклю чающийся в том, что с помощью вихре- токового преобразователя ВТП создают в измеряемом металлическом;изделии первичное электромагнитное поле, котороевозбуждает в металле вихревые токи, зависящие от удельной электрической проводимости, структуры материала изделия и зазора между поверхностью металла и преобразователем. Вихревые токи наводят вторичное поле, 30 взаимодействующее с первичным, в результате чего изменяются индуктивность и активное сопротивление ВТП, по которым определяют величину измеряемого параметра. При этом вихретоковый преобразователь включают в резонансный контур, периодически изменяют один из реактивных элементов контура по синусоидальному закону с частотой, меньшей частоты питающего напряжения, и по полученному амплитудно-модулированному сигналу определяют величину измеряемого параметра 12 ).Недостатком известного способа является невысокая точность измерений, удельной электрической проводимости немагнитных металлов с низким значением электропроводности.Цель изобретения - повышение точности измерения.Поставленная цель достигается эа счет того, что в способе измерения. удельной электрической проводимости немагнитных металлов, заключакщемся в том, что вихретоко" вый преобразователь включают в резонансный контур генератора и модулируют сигнал одного из реактивных элементов контура по синусоидальномузакону, сигнал одного из реактивныхэлементов модулируют с частотой,в два раза большей частоты питающего напряжения, а величину индуктивности или емкости контура изменяют домомента возникновения в контуре генерации и по величине индуктивностиили емкости в этот момент определяют удельную электрическую проводимость. на фиг. 1 представлены годографы 1 О вносимых относительных сопротивлеРВНГЮ О,ВЬвн/(6 Ьр Резонансного контура (где каГ,ви- вносимые активное и индуктивное сопротивления контура от взаимодействия поля ВТП с 15 контролируемым изделием; алло - индуктивное сопротивление контура при удалении изделия; ОЗ -круговая частота напряжения, питающего контур) в зависимости от величины обобщенного параметра Р=О 46 Щ вихретоковых преобразователей 1 где д - радиус преобразователя, Ж - частота питающего напряжения, б - удельная электрическая проводимость, р - магнитная постояннаяпри периодическом изменении величины реактивного элемента контура - емкости С = Щ 1 с постоянной глубиной У =0,3 для одного значения обобщенного параметра зазора с = 0,08 ВТГ 1 (гдес 1.=2 Я/а, ЗОЬ - величина зазора между поверхностью контролируемого иэделия и преобразователем и разных начальных Гв отсутствии периодического изменения ) величинах С 1, С С 5 ре гулируемой емкости; на фиг.2 - то же, при разных начальных величинахрегулируемой индуктивности, на .фиг. 3 - то же, при периодическом изменении величины реактивного элемента контура - индуктивности =ЧО 1"с постоянной глубиной= 0,3 для одного значения обобщенного параметра зазора 4.= 0,08 и разных начальных величинах С С 2, С регулируемой емкости; на фиг.4 - 45 то же, при разных начальных величируемой индуктивности, на фиг.5,6 - зависимости начальных значений емкости С и индуктивности Ь контура от ВО удельной электрической проводимости О при периодическом изменении величины емкости контура и разных значениях обобщенного параметра зазора с ВТП, на фиг.7,8 - то же, 55 при периодическом изменении величины индуктивности контура", на фи 1.9 блок-схема устройства, осуществляющего предлагаемый способ.Устройство содержит генерато Оры 1 и 2 синусоидального напряжениявихретоковый преобразователь 3,включенный в резонансный контур 4,усилитель 5, амплитудный детектор 6,стрелочный индикатор 7. 65 Способ осуществляется следующим образом,Вихретоковый преобразователь 3 устанавливают на поверхность контролируемого материала 1 не показан., резонансный контур 4 питают напряжением генератора 1,переменным напряже" нием генератора 2, изменяют сигнал на емкости или на индуктивности резонансного контура 4, частоту напряжения генератора 2 выбирают в два раза большей частоты напряжения генератора 1. Начинают регулировать начальную величину индуктивности или емкости контура. При возникновении генерации в контуре резко нарастает амплитуда выходного напряжения контура, что отмечается по отклонению стрелки индикатора 7. Определяют величину индуктивности или емкости, при которой возникает генерация в контуре, и по ней судят об измеряемом значении удельной электрической проводимости металлического изделия.Приведенные годографы (фиг.1-4) резонансного контура с вихретоковымпреобразователем иллюстрируют зависимость полного сопротивления контура от значения начальной величины его емкости или индуктивности при периодическом изменении одного изреактивных элементов контура с частотой, в два раза большей частоты питающего напряжения. Из указанных годографов следует, что при регулироваяии начальной величины емкости или индуктивности уменьшается активное сопротивление контура, вследствие этого возрастает амплитудная чувствительность контура по удельной электрической проводимости О . Принекотором значении емкости или индук-,тивности активное сопротивление контура становится равным О. Это свидетельствует о возбуждении колебаний в контуре. В этот момент амплитудная чувствительность контура с ВТП по О максимальна,На фиг. 5-8 представлены зависимости начальных значений емкости и индуктивности контура, при которых возникает генерация в контуре, от величины О при разных значениях обобщенного параметра зазора с ВТП.СогЛасно данным зависимостям между С и б , а также Ь и Г существуют однозначные связи, которые могут быть использованы для измерения низких значений (У немагнитных металлов, так как, в этом случае чувствительность по О максимальна.Благодаря проведению измерений в момент параметрического возбужденияколебаний в контуре, когда имеет место наибольшая амплитудная чувствительность резонансного контура с вих-. ретоковым преобразователем по удельной электрической проводимости, повышается точность измерений для немагнитных металлов с низким значениемэлектропроводности.Формула изобретенияСпособ измерения удельной электрической проводимости немагнитных металлов, заключающийся в том, что вихретоковый преобразователь,включают в резонансный контур генератора и модулируют сигнал одного из реактивных элементов контура по синусоидальному закону, от л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, сигнал одного из реактивных элементов модулируют с частотой, н два раза большейчастоты питающего напряжения, а величину индуктивности или емкости контура изменяют до момента возникновения в контуре генерации и по величине индуктивности или емкости в этотмоменк определяют удельную электрическую проводимость.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Наумов Н.М, и др. Резистометрический неразрушающий контроль деформируемых алюминиевых сплавов.М., "Металлургия", 1974, с, 119-120.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2622359/25-28,15 кл. С 01 М 27/90, 1978 (прототип).879437 и а Тираж 910 ПодписноеИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д. 4/Б Заказ 9708/12ВНИИП илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Составитель И.Кесоянактор И,Гохфельд Техред А,Бабинец Корректор С