Зонд для исследования коррозии токопроводящих материалов Советский патент 1987 года по МПК G01N17/00 

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к зондам для исследования коррозии токопро- - водящих материалов.

Цель изобретения - повышение надежности путем уменьшения засорения рабочей поверхности датчика продуктами коррозии.

На фиг. I изображена схема предлагаемого зонда; на фиг. 2 - схема датчика коррозии из одной полосы;

на фиг. 3 - схема датчика коррозии из трех полос; на фиг. 4 - схема коммутации электрических выводов зонда. Зонд содержит корпус, выполненный в виде полого цилиндра 1 со сквозным осевым отверстием 2 и сквозными радиальными отверстиями 3, выполненными на боковой поверхности цилиндра 1 . В последнем соосно отверстиям ,2 установлен.датчик коррозии, выпол- ненный в виде полосы, свернутой в :спираль 4. В полосе выполнены сквозные отверстия, которые выполнены в спирали 4 соосно и образуют сквозные радиальные отверстия 5 спирали 4,при чем последняя установлена в цилиндре 1 таким образом, что радиальные отверстия 5 спирали 4 совмещены с ра циальнымй отверстиями 3 цилиндра 1, а внутренний радиус цилиндра выбран .из соотношения

сЪ

zT

1где г - радиус радиальных отверстий;

Ъ - ширина полосы; с - количество радиальных отверстий.

Спираль 4 содержит -захватные части 6 с отверстиями 7, предназначенными для крепления токовых клемм, и рабочую часть в виде боковой поверхности сквозных радиальных отверстий 5, причем на поверхность полосы нанесено злектроизоляционное защитное покрытие (не показано) за исключением боковой поверхности отверстий 5

Цилиндр 1 со спиралью 4 установлен с возможностью вращения в неподвижной обойме 8, на которой закреплены выводы 9 зонда. На внешней поверхности цилиндра 1 закреплен привод вращения, выполненный в виде крыльчатки 0, Для вращения цилиндра 1 от вала внешнего двигателя (не показан) с заданной скоростью на боковой по-- -

3577992

верхности цилиндра 1

10

15

20

25

30

35

.

до

45

50

55

выполнена кольцевая трапециевидная проточка 11, предназначенная для взаимодействия с ременной или фрикционной передачей (не показаны) привода. Кроме того, на боковой поверхности цилиндра 1 около его торцев выполнены две аналогичные кольцевые проточки 12, в которых размещены фторопластовые прокладки 13, предназначенные для кинематической связи между обоймой 8 и цилиндром 1 , неподвижные щетки 14, жестко связанные с выводами 9, и подвижные пластины 15, жестко связанные через отверстия 7 с захватными частями 6, причем щетки 14 и пластины 15 покрыты защитным электропроводящим покрытием 16.

Зонд работает следуюш 1м образом.

При введении зонда в коррозионную среду цилиндр 1 вместе со спиралью 4 начинает вращаться вокруг своей оси под действием набегающего на крыльчатку 10 потока среды. Вращение цилиндра 1 с постоянной заданной скоростью осуществляют при помощи привода вращения через ременную или фрикционную передачу. При зтом враще- .кие цилиндра 1 содействует активному перемешиванию среды вследствие ее движения вдоль продольных 2 и радиальных 5 отверстий, что обеспечивает уменьшение толщины диффузионного слоя у рабочей части спирали 4. Вследствие вращения цилиндра 1 со спиралью 4 происходит также активный отвод от рабочей П(зверхности спирали 4 продуктов коррозии.

При скоростях вращения, меньших значения, при котором происходит отрыв от рабочей части спирали 4 пограничного слоя среды, происходит увеличение скорости корродирования поверхности радиальных отверстий 5 спирали 4 без заметных раз зушений из-за ка- витационных явлений в пограничных слоях среды. При увеличении скорости корродирования спирали 4. уменьшаются промежутки времени, через которые происходят минимальные измеряемые приращения электросопротивления датчика, Опредешяют экспериментально для заданной конструкции зонда и характера среды коэффициент-пропорциональности между скоростью V вращения датчика и скоростью его корродирования и вычисляют гЕоказатель h коррозии токопроводящего материала из соотношения

h

hv

1

где h - показатель коррозии, измеренный при скорости V вра щения датчика.

Использование неподвижных щеток 4 и подвижных пластин 15, скользя- щих по щеткам 1А при вращении цилиндра 1 , а также покрытие щеток 14 и пластин 15 за1цитным электропроводящим покрытием 16 позволяют осуществить надежный контакт между неподвижными выводами 9 обоймы 8 и соответствующими захватными частями 6 спирали 4 при протекающих через датчик переменных токах, значение частот которых определяется из соотношения

со V.

Зонд может быть снабжен, дополнительно вторым и третьим датчиками, выполненными идентично первому в виде аналогичных спиралей 17 и 18, размещенных таким образом, что их витки размещены между витками спирали 4. При этом отверстия 5 спирали 4 расположены соосно с соответствующими отверстиями спиралей 17 и 18, а расстояние между соседними витками спиралей не более толщины полосы. В этом случае при пропускании тока через первый и второй датчик (спирали 4 и 17) обеспечивается проявление эффекта близости, приводящее к увеличению тока из-за взаимного влияния витков спиралей 4 и 17 друг на друга

10

15

Датчик вставляется в корпус и фи сируется механически посредством контакта его захватных частей с ток выми и потенциальными медными кольц ми (пластины 15), размещенными в то цовых проточках у оснований цилиндра. Обойма зонда представляет собой два жестко соединенные между собой кольца из фторопласта, имеющие на внутренней поверхности наклеенные угольные пластинки (щетки 14), соединенные с выводами зонда. Обойма с помощью кронштейна крепится к стенк резервуара с жидкостью (дождевая во да, неочищенная нефть, проточная во да и т.д.). Вращение зонда осуществляется посредством ремневого приво да от вала электродвигателя постоян ного тока.

Предельное значение скурости вра щения датчика зонда 50 об-с- Временный электрический ток частоты 5-10 Гу с токовых входов выводов зонда через электрический контакт блока электро коммутации, образованный неподвижные ми щетками и скользящими по ним вращающимися вместе с датчиком пластинами, поступает на датчик зонда.При этом к потенциальным входам, к которым подключается например, измерительный мост Р 5016 или микровольт- 35 метр селективный В6-9 через соответствующие электрические контакты блока электрокоммутации приложено падение напряжения, равное по величине падению напряжения на датчике зонда

20

25

30

При этом витки спирали 18 используют- так как его изменение за счет падёся в качестве электромагнитного эк рана, что обеспечивает уменьщение габаритов зонда.

Пример, Конструкция макета зонда включает датчик из полосы с железа удельной электропроводимости

} 6,5-10 См и абсолютной магнитной проницаемости - 1 10 i. Толщина полосы d щирина - Ъ 4 . Звенья полосы образуют 20-витковую спираль с радиусом R первого витка R 2 -10 м, количеством радиальных отверстий с 3 и расстоянием между соседними витками

ii

55

10 м. Цилиндрический корпус Формула изобретения

представляет- собой полый цилиндр с тремя радиальными отверстиями радиуса R 1.7-10 м. внещний радиус по

5

верхности которого Rg 3,4-10 м, а высота (длина) L З..

Датчик вставляется в корпус и фиксируется механически посредством контакта его захватных частей с токовыми и потенциальными медными кольцами (пластины 15), размещенными в торцовых проточках у оснований цилиндра. Обойма зонда представляет собой два жестко соединенные между собой кольца из фторопласта, имеющие на внутренней поверхности наклеенные угольные пластинки (щетки 14), соединенные с выводами зонда. Обойма с помощью кронштейна крепится к стенке резервуара с жидкостью (дождевая да, неочищенная нефть, проточная да и т.д.). Вращение зонда осуществляется посредством ремневого привода от вала электродвигателя постоянного тока.

Предельное значение скурости вращения датчика зонда 50 об-с- Временный электрический ток частоты 5-10 Гу с токовых входов выводов зонда через электрический контакт блока электро- коммутации, образованный неподвижные ми щетками и скользящими по ним вращающимися вместе с датчиком пластинами, поступает на датчик зонда.При этом к потенциальным входам, к которым подключается например, измерительный мост Р 5016 или микровольт- 5 метр селективный В6-9 через соответствующие электрические контакты блока электрокоммутации приложено падение напряжения, равное по величине падению напряжения на датчике зонда,

0

5

0

45

50

НИН на электрическом контакте, обра- зованном неподвижными щетками и скользящими по ним пластинами, по сравнению с падением на входном сопротивлении измерительного прибора ничтожно мало. Выбор частоты ш переменного тока, равной (xi V, определяется необходимостью устранения погрещности измерений из-за электромагнитных помех на частотах ,равных ы ггУ, возникающих вследствие скольжения пластин по щиткам токсг- вых электрических контактов.

55

1. Зонд для исследования коррозия токопроводящих материалов, содер

жащий корпус и установленный в нем датчик, выполненный в виде полосы с захватными частями, рабочая часть которой представляет собой спираль со сквозными соосными отверстиями и электроизоляционным покрытием,нанесенным на поверхность полосы за исключением ее кромок, о т л и - чающийся тем, что, с целью повьшения надежности за счет уменьшения засорения рабочей поверхности датчика продуктами коррозии, корпус выполнен в виде полого цилиндра с радиальными отверстиями на боковой поверхности, спираль выполнена цилиндрической, ее ось совпадает с осью корпуса, оси отверстий спирали совпадают с осями отверстий корпуса а зонд снабжен обоймой, в которой установлен корпус с датчиком,приводом вращения корпуса и электрически связанным с обоймой и захватными частями полосы блоком коммутации.

2. Зонд поп.1,отличаю- щ и и с я тем, что внутренний радиус г цилиндра выбран из соотношения

где с

b сЪг, ,

количество радиальных отверстий в цилиндре; ширина полосы.

3. Зонд по пп. чаю

1 и 2, о т л и - щ и и с я тем, что, с целью использования потока среды для вращения корпуса, привод выполнен в виде крыльчатки, закрепленной на поверхности цилиндра.

4. Зонд по пп, 1 - 3, отличающийся тем, что блок коммутации выполнен в виде неподвижных щеток, жестко соединенных с обоймой, и пластин, предназначенных для взаимодействия со щетками и соединенных с захватными частями полосы.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для исследования коррозии то- копроводящих материалов. Цель изобретения - повышение надежности за счет уменьшения засорения рабочей поверхности датчика продуктами корро- зии. Зонд содержит корпус в виде полого цилиндра 1 с осевым отверстием 2 и радиальными отверстиями 3, выпол-- ненными на боковой поверхности цилиндра 1. В цилиндре 1 соосно отверс тию 2 установлен датчик коррозии,выffполненный в виде полосы, свернутой в спираль 4 со сквозными радиальными отверстиями 5, совмещенными с отверстиями 3 цилиндра 1. Спираль 4 содержит захватные части с отверстиями для крепления токовых клемм. На поверхность спирали 4, за исключени- ем боковой поверхности отверстий 5, нанесено защитное электроизоляционное покрытие. Цилиндр 1 установлен с возможностью вращения в неподвижной обойме 8, на которой закреплены выводы 9 зонда. На внешней поверхности цилиндра закреплен привод вращения, выполненный в виде крыльчатки 10. При введении зонда в коррозионную среду цилиндр 1 вместе со спиралью 4 начинает вращаться под действием набегающего на крыльчатку 10 потока среды. Вращение цилиндра 1 способствует активному перемешиванию среды в результате ее перемещений вдоль отверстий 2 и 5, что обеспечивает уменьшение диффузионного слоя у рабочей части спирали 4. 3 3. п. фг-лы, 4 ил. с € (Л со ел со со Фиг 1

О

Фиг. 2

Л

8

О

Фи9.д

-15

Редактор П.Гере.ши

Фг/г.«

Составитель М,Матюшин Техред М.Дидык

Заказ 5990/42 Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113033, Москва, Ж-35, Раушская наб.,, д,4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Корректор А.Обручар