Способ бесконтактного измерения электропроводности цилиндрических проводящих немагнитных образцов Советский патент 1984 года по МПК G01R33/12 

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для неразрушающего контроля немагнитньк материалов и изделий из них.

Известен способ бесконтактного измерения электропроводности объекта из немагнитных материалов, заключающийся в измерении фазового угла между сигналом возбуждающей катушки и сигналом измерительных катзппек, по величине которого судят об удельной электропроводности материала, при этом зазор между измерительной головкой и поверхностью объекта регулируют до тех пор, пока фазовьй -угол между сигналами не будет ьшнимальным . l .

Недостаток способа заключается в низкой точности измерений.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ бесконтактного измерения электропроводности проводящих материалов, включающий возбуждение в образце вихревых токов переменным магнитным полем, создаваемым катушкой возбуждения, и определение активной и реактивной составляющих ЭДС, вносимых в измерительную катушку с последующим определением электропроводности с учетом измеренных параметров z .

Однако этот способ характеризуется невысокой точностью измерений.

Цель изобретения - повышение точности путем устранения влияния поперечной составляющей электропроводности.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу бесконтакного измерения электропроводности цилиндрических проводящих немагнитных образцов, включающему возбуждение в образце вихревых токов переменным магнитным полем, создаваемым катушкой возбуждения, компенсацию Э возникающей в измерительной катушке под действием переменного магнитного поля, определение фазы по разности измерительных сигналов и измерение разности фаз между ними, переменное магнитное поле прикладьшают перпендикулярно оси образца.

Отличительными признаками ciioco6а являются приложение переменного магнитного поля перпевдикулярно оси образца.

40. 2

На фиг. 1 изображена схема устройства, реализующая способJ на фиг. 2 - расположение образца, а также расположение возбуждающей и измерительной катушек; на фиг. 3 график зависимости обратной величины тангенса угла сдвига фаз между разностью ЭДС, первой и второй измерительных катушек и ЭДС второй измерительной катушки ) обобщенного параметра у.

aifT

(Цо6со,

где а - радиус образца;

о - глубина проникновения однородного переменного магнитного ПОЛЯ,

Up- относительная магнитная проницаемость образца, магнитная постоянная; О - электропроводность образца; СО - циклическая частота однородного переменного магнитного поля.

Устройство содержит катушки 1 Гельмгольца, использованные в качестве источника однородного переменного возбуждающего магнитого поля, в которое помещен немагнитный проводящий образец 2 таким образом, чтобы это поле было направлено перпендикулярно к оси образца, первую измерительную катушку 3, установленную таким образом, что ее ось совпадает с направлением поля и перпендикулярна к оси образца 2, вторую измерительную катушку, выполненную в виде вторичной обмотки А взаимоиндуктивности с однородным магнитным пoлe амперметр 5, сопротивление 6, генератор 7 переменного тока и фазометр 8.

Способ осуществляют следующим образом.

Генератором 7 устанавливают частоту возбуждающего тока, величину которого регулируют сопротивлением 6 и регистрируют амперметром 5. Фазометром 8 измеряют угол сдвига фаз между ЭДС последовательно-встречно включенньми измерительной катушки 3 и вторичной обмотки 4 взаимоиндуктивности и ЭДС вторичной обмотки 4 взаимоиндуктчвности.

Определяют такгенс этого угла и его обратную величину , затем

по графику (фиг. 3) определяют величину обобщенного параметра У.

Подставляя значение У в формулу (1), определяют удельную электропроводность образца 2 по формуле

6

|Uo(UHWa

где (Uo, константы.

Пример. Показания приборов. С 30,2°.

Образец изготовлен из материала Х18Н9Т при а 19«10%,- M, 1, f 3000 Гц.

Определяют величины

tgq 0,582 .

1/tg(f 1,718

У 3,4 (фиг. 3)

По формуле (2) определяют

.

0,13540 см/м

Предлагаемый способ обладает бат лее высокой точностью измерейий, так как результаты измерений не зависят от зазора между измерительной катушкой и образцом.

СПОСОБ БЕСКОНТАКТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПРОВОДЯЩИХ НЕМАГНИТНЫХ ОБРАЗЦОВ, включаяхций возбуждение в образце вихревых- токов переменным магнитHbjM полем, создаваемым катзппкой возбуждения, компенса,цию ЭДС, возникающей в измерительной катушке под действием переменного магнитого поля, определение фазы по разности измерительных сигналов и измерение разности фаз между ними, отличающийся тем, что, с целью повышения точности путем устранения влияния поперечной составлякщей электропроводности переменное магнитное поле прикладывают перпендикулярно оси образца. эо :о