Способ контроля физико-механических параметров изделий из ферромагнитных материалов Советский патент 1989 года по МПК G01N27/90 

го

Изобретение относится к неразру- тающему контролю, может быть использовано для контроля физико.-механи- ческнх параметров ферромагнитных электропроводящих объектов и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 1259174.

Цель изобретения - повышение достоверности контроля за счет умень- шения влияния зазора между, поверхностью изделия и индуктивным преобразователем путем настройки резонансного контура, включающего индуктивный преобразователь.

На чертеже представлена блок- схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство содержит генератор с регулируемой частотой, соединен- ные последовательно параметрический индуктивный преобразователь 2, ключ 3 и эталонный резистор 4, подключенные к выходу генератора 1.с регулируемой частотой, соединенные после- доватёльно амплитудный детектор 5, подключенный к эталонному резистору 4, и индикатор 6. Устройство содержит также компенсирующий конденсатор

7с переменной емкостью, подключен- ный параллельно последовательно соединенным индуктивному преобразовател

2и ключу 3, блок 8 измерения частоты, подключенный к генератору 1 с. регулируемой частотой, и блок 9 изме рения емкости, подключенный к компенсирующему конденсатору 7.

Измерения по предлагаемому способу осз тцествляют следующим образом.

В переменное поле индуктивного преобразователя. 2 помещают контролируемое изделие. Изменением частоты питающего генератора 1 при неизменно на его выходе напряжении и изменение величины емкости компенсирующего кон денсатора 7 добиваются такого состояния, когда при работающем ключе

3прекращаются колебания ст15елки индикатора 6 одновременно при двух положениях контролируемого изделия - в переменном магнитном поле индуктивного преобразователя 2 и вне его.

8этот момент прекращают изменять частоту генератора 1 и величину емкости компенсирующего конденсатора 7, и при помощи блока 8 измерения частоты измеряют рабочую частоту генератора 1, а при помощи блока 9 измерения емкости - величину емкости компенсирующего конденсатора 7. По величине емкости компенсирующего конденсатора 7 и частоте генератора 1 судят о физико-механических параметрах контролируемых изделий из ферромагнитных материалов.

Физическое обоснование достигаемого эффекта заключается в следующем Взаимодействие электромагнитного поля индуктивного преобразователя 2 с контролируемым .объектом приводит к изменению активной и реактивной составляющих полного сопротивления, которые зависят от частоты возбуждающего тока и физико-механических параметров контролируемых изделий, электропроводности, магнитной проницаемости, геометрических размеров, температурных полей, зазора и др. Реактивная составляющая вносимого сопротивления при размещении индуктивного .преобразователя 2 на ферромагнитном материале ( в отличие от немагнитных ) может изменять знак в зависимости от значения обощенного параметра. Обобщенным параметром при электромагнитном контроле ферромагнитных материалов является величина

а . D3jLOgJlioJ

Г лПиГ

где П, - диаметр эквивалентного..

контура вихревых токов, м; СО 2 r f - круговая частота возбуждения вихревых токов, 1/с; Шд 4 ii 10 - магнитная проницаемост

вйкуумау

- относительная магнитная., проницаемость материала; Вд- обобщенный параметр при контроле..немагнитных материалов;G - удельная электрическая npdводимость материала, см/м При малых значениях и вносимая реактивная составляющая положительная, при брльщих значениях /3 т отЧ рицательная. Можно подобрать такое значение путем изменения частоты возбуждающих токов, при котором вне сенная реактивная составляющая полного сопротивления индуктивного пре образователя окажется равной Нулю

Рг.

X

I ВН

0.

Измерение физико-механических па- раметров ферромагнитных материалов и изделий при выполнении двух уелоВИЙ: 2Хц

Xjj, что обеспечивпет

температурную стабильность и Хц О, что обеспечивает отстройку от зазора, возможно только при изменении одновременно двух параметров контроля - частоты возбуждающих токов индуктивного преобразователя 2 и величины емкости компенсирующего конденсатора 7. При выполнении условия XLBH - реактивная составляющая полного сопротивления индуктивного преобразователя остается неизменной, если удалить из его электромагнитного поля контролируемое изделие из .ферромагнитного материала.

Индикатор 6 показывает величину падения напряжения на эталонном резисторе 4,. пропорциональную току до разветвления цепей индуктивного преобразователя 2 и компенсирующего конденсатора 7 с переменной емкостью В момент выполнения равенства удвоенной величины сопротивления индуктивного преобразователя 2 величине реактивного сопротивления компенсирующего конденсатора 7, т.е. 2Х Х, и одновременно выполнения равенства нулю вносимого реактивного сопротивления индуктивного преобразователя 2, т.е. L в(, О, которое определяется при работающем ключе 3 и двух положениях контролируемого изделия - в электромагнитном поле индуктивного преобразователя 2 и вне его, колебания стрелки индикатора 6 отсутствуют

Предлагаемый способ контроля физико-механических параметров ферромагнитных материалов и изделий имеет о

0

5

0

5

0

5

о

больпгуто надежность контроля за смет уменьшения влияния зазора между контролируемым изделием и индуктивным преобразователем. Это связано с тем, что измерения проводятся при таких значениях обобщенного параметра /3 когда возможно выполнение условия 0. При этих значениях влияние зазора сказывается в основном на активной составляющей полного сопротивления индуктивного преобразователя. Изменение активной составляющей полного сопротивления индуктивного преобразователя не нарушает равенства 2Х Х{, при выполнении условия

L бн

Формула изобретения

Способ контроля физико-механических параметров изделий из ферромагнитных материалов по авт. св. № 1259174, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля за счет уменьшения влияния зазора между-поверхностью изделия и индуктивным преобразователем, изменяют частоту тока, питакяце- го параметрический индуктивный преобразователь, измеряют реактивную составляющую сопротивления, вносимого в параметрический индуктивный преобразователь, регулируют величину реактивного сопротивления Х конденсатора, фиксируют момент равенства измеренной величины нуля при одновременном выполнении условия 2Xj Хд, после чего определяют величину информативного параметра.

Изобретение касается неразрушающего контроля и может быть использовано для контроля физико-механических параметров ферромагнитных объектов. Повышение достоверности контроля за счет уменьшения влияния зазора между поверхностью изделия и индуктивным преобразователем достигается благодаря настройке резонансного контура, включающего индуктивный преобразователь. Изменением частоты генератора 1 и изменением емкости конденсатора 7 добиваются неизменных показаний индикатора 6 при взаимодействии индуктивного преобразователя 2 с объектом контроля и его работе на "холостом" ходу. С помощью блока 8 измерения частоты и блока 9 измерения емкости измеряют варьируемые параметры при достижении этого условия и по полученным величинам емкости и частоты оценивают физико-механические параметры объекта контроля. 1 ил.