ЭЛЕКТРОПОТЕНЦИАЛЬНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ГЛУБИНЫ ТРЕЩИН Российский патент 1998 года по МПК G01N3/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может применяться в машиностроении.

Известен электропотенциальный измеритель глубины трещин, содержащий генератор постоянного тока, четырехэлектродный контактный преобразователь, измерительный блок и индикатор [1].

Недостатком такого измерителя является низкая точность измерения, обусловленная погрешностью за счет влияния нестабильности контакта между токовыми электродами и поверхностью контролируемого изделия ( оксидная пленка на поверхности изделия препятствует надежному контакту), а также "дрейфом нуля" измерительного блока.

Отмеченные недостатки могут быть устранены путем механической обработки поверхности контролируемого изделия, а также использованием в качестве источника тока генератора переменного тока [2]. Однако механическая обработка усложняет контроль и увеличивает время проведения контрольной операции.

Задачей является повышение точности измерения глубины трещин.

Поставленная задача достигается тем, что в электропотенциальный измеритель глубины трещин, содержащий генератор переменного тока, контактный преобразователь, измерительный блок, индикатор и источник питания, введены блок развязки, источник высоковольтного напряжения, блок определения наличия электрического контакта электродов контактного преобразователя с поверхностью контролируемого изделия и электронным ключом. При этом первый вход блока развязки соединен с выходом электронного ключа, второй вход - с выходом источника питания, а выход - с входом генератора переменного тока, управляющий вход электронного ключа подключен к выходу определения наличия электронного контакта электродов контактного преобразователя с поверхностью контролируемого изделия, а рабочий вход - с выходом источника высоковольтного напряжения. Кроме того, токовые электроды контактного преобразователя соединены с входом блока определения наличия электрического контакта электродов контактного преобразователя с поверхностью контролируемого изделия.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Позиции чертежа обозначают: блок питания - 1, блок развязки - 2, электронный ключ - 3, блок определения наличия контакта - 4, генератор переменного тока - 5, контактный преобразователь - 6, источник высоковольтного напряжения - 7, измерительный блок - 8, индикатор - 9.

Сущность изобретения заключается в формировании на токовых электродах высоковольтного напряжения в момент соприкосновения электродов с поверхностью контролируемого изделия. Это позволяет осуществить электрический пробой оксидной пленки следов грязи и масла на поверхности изделия и создать надежный контакт по токовой цепи. После образования надежного контакта высоковольтный источник отключается от цепи питания генератора переменного тока.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

До соприкосновения контактного преобразователя 6 с поверхностью контролируемого изделия на выходах генератора переменного тока 5 присутствует напряжение, близкое к напряжению его питания. Это напряжение поступает на блок определения наличия контакта 4, который через электронный ключ 3 подключает источник высоковольтного напряжения 7 через блок развязки 2 к одному из плеч (на схеме не показан) выходного каскада генератора переменного тока 5.

Это вызывает появление на выходах блока 5 высоковольтного напряжения.

В момент соприкосновения контактного преобразователя с поверхностью контролируемого изделия происходит электрический пробой оксидной пленки металла, а также следов масла и грязи. После этого образуется контакт по токовой цепи, блок 4 отключает с помощью блока 3 источник высоковольтного напряжения 7 от блока 2 и дальнейшее питание блока 5 осуществляется от блока 1. Это позволяет исключить выход из строя за счет перегрузок по рассеиваемой мощности транзисторов выходного каскада (на схеме не показаны) блока 5, а также снизить потребление энергии от источника питания в установившемся режиме (после установления контакта). После создания надежного контакта измерительный блок 8 усиливает до необходимой для работы индикатора 9 величины сигнал, поступающий с измерительных электродов. Следует отметить, что нестабильность контакта, образованного между измерительными электродами и поверхностью изделия, не влияет на результат измерения, так как входное сопротивление измерительного блока велико (2-5 МОм).

Все узлы и блоки выполнены с использованием известных в технике решений: блок питания 1 - гальванические элементы типа А-336, блок развязки 2 - диоды КД 202, генератор переменного тока 3 - микросхема К140 УД14А и высоковольтные транзисторы, блок 4 - микросхема К140 УД14А, блок 5 - транзистор КТ 940А, блок 7 - источник высоковольтного напряжения с высокочастотным преобразованием, блок 8 - микросхема К140 УД14А, блок 9 - микроамперметр.

Предложенное устройство было изготовлено в портативном варианте с автономным питанием (где особенно актуально энергосбережение). Испытания устройства проводились на нефтедобывающих предприятиях. Результаты испытаний подтвердили эффективность предложенных технических решений.

Источники информации
1. Разрушающие испытания: Справочник. /Под ред Р. Мак-мастера. - М.: Энергия, 1965, кн. 2 с. 96-97.

2. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. /Под ред. В.В.Клюева. -М., 1986, с. 177-179.

Измеритель относится к области неразрушающего контроля деталей и машин и содержит генератор 5 переменного тока, контактный преобразователь 6, измерительный блок 8, индикатор 9 и источник питания 1. Для повышения достоверности контроля в измеритель введены блок 4 определения наличия электрического контакта электродов контактного преобразователя 6 с поверхностью контролируемого изделия электронный ключ 3, блок развязки 2 и источник 7 высоковольтного напряжения. 1 ил.

Электропотенциальный измеритель глубины трещин, содержащий источник питания, генератор переменного тока, измерительный блок, контактный преобразователь, токовые электроды которого предназначены для формирования на них высоковольтного напряжения в момент соприкосновения с поверхностью контролируемого изделия и создания контакта по токовой цепи, измерительные электроды с измерительным блоком и индикатор, подключенный к измерительному блоку, отличающийся тем, что он снабжен блоком развязки, источником высоковольтного напряжения, блоком определения наличия электрического контакта электродов контактного преобразователя с поверхностью контролируемого изделия и электронным ключом, причем первый вход блока развязки соединен с выходом электронного ключа, второй вход - с выходом источника питания, а выход - с входом генератора переменного тока, управляющий вход электронного ключа подключен к выходу блока определения наличия электрического контакта электродов контактного преобразователя с поверхностью контролируемого изделия, а рабочий вход - с выходом источника высоковольтного напряжения, при этом токовые электроды контактного преобразователя соединены с входами блока определения наличия электрического контакта электродов контактного преобразователя с поверхностью контролируемого изделия.