Способ измерения токов в плазме Советский патент 1992 года по МПК G01R33/02 G01M3/40 

Изобретение относится к области разработки способов измерения токов в плазме и использования их при обнаружении нарушений целостности элементов конструкции реактивного двигателя.

Известен способ измерения сигналов ЭДС индукции при движении среды, в которую попадают при нарушениях целостности элементов конструкции ферромагнетики, нанесенные на контролируемые поверхности изделий.

Недостатком этого способа является сложность технологического процесса, обусловленная ограничениями в измерениях ЭДС индукции из-за допустимой рабочей температуры среды, определяемой точкой Кюри.

Известен способ измерения токов в плазме для контроля нарушений целостности элементов конструкции реактивного двигателя путем помещения в плазму измерительного зондаД1.

Недостатком этого способа является отсутствие технологических решений по упрощению способа измерений и обеспечение измерений токов в процессе нарушений целостности элементов конструкции и самого измерительного зонда, размещенного в этих элементах.

Известен способ измерения токов в плазме за счет помещения в плазму магнитного зонда с измерительным проводящим контуром, в котором измеряют сигналы электродвижущей силы индукции, возникающей при взаимодействии электропроводной компоненты плазмы с проводящим контуром 2.

Ч

vj 00 1

СЛ

Недостатком прототипа является сложность измерения токов в плазме из-за технологического процесса, предусматривающего одновременное измерение токов двух электропроводных компонент плазмы, что удовлетворяет требованиям научных исследований, но является избыточным для практических измерений.

Целью изобретения является упрощение способа измерений токов в плазме при определении нарушений целостности элементов конструкции реактивного двигателя, содержащего сопло, и обеспечение определения начала разрушения двигателя.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе измерения токов в плазме, в котором в плазму помещают магнитный зонд с измерительным проводящим контуром и измеряют сигналы электродвижущей силы индукции, возникающей при взаимодействии электропроводной компоненты плазмы с проводящим контуром, магнитный зонд помещают так, чтобы он охватывал измерительным проводящим контуром расширяющуюся проточную часть сопла в сечении площадки Риэм, определяемым соотношением

Ризм

-кр

4-20,

где FKp - площадь критического сечения сопла,

а о нарушении целостности элементов судяг по изменению сигналов электродвижущей силы индукции по отношению к предварительно измеренным эталонным сигналам.

На чертеже представлена схема конкретного выполнения способа измерения токов в плазме, используемого при определении нарушений целостности элементов конструкции реактивного двигателя 1, в котором расширяющуюся проточную часть сопла 2 охватывают магнитным зондом в виде измерительного контура 3 в сечении 4 площадки Ризм, определяемом соотношением

-5 4-20.

Up

где FKp - площадь критического сечения 5 сопла 2.

Магнитный зонд 3 показан в виде измерительного проводящего контура. Он имеет индукционную катушку 6, намотанную на гибкий каркас 7, охватывающий расширяющуюся проточную часть сопла в сечении 4 площадки Ризм. Магнитный зонд 3 с помощью коммутационной линии 8 подсоеди- няют к аппаратуре 9, позволяющей производить анализ измеренных сигналов

электродвижущей силы индукции 10 в частотной и временной областях.

Измеряют непрерывно в процессе работы реактивного двигателя форму и амплитуду сигналов ЭДС индукции и по изменению сигналов (генерируемых в результате электромагнитного взаимодействия потока ионизованной струи 11 с измерительным проводящим контуром 3,

0 регистрируемых аппаратурой 9) электродвижущей силы индукции по отношению к предварительно измеренным эталонным сигналам, соответствующим исправному состоянию двигателя, судят о нарушении це5 лостности элементов конструкции и определяют начало разрушения двигателя и динамику процесса нарушения целостности двигателя.

Способ измерения токов в плазме отно0 сительно прост, не вносит возмущений в рабочий процесс двигателя, поскольку измерительный проводящий контур является лишь вторичной обмоткой трансформатора, безынерционно реагирующего на появле5 ние в ионизованном потоке струи двигателя проводящих частиц, обусловленных нарушениями целостности элементов конструкции.

Эффективность способа измерения то0 ков в плазме основана на существенном отличии потенциалов ионизации характерных частиц газового потока (Еогаз 13,6 эв) от потенциала ионизации конструкционных материалов (Еомат 6,8-7,6 эв).

5 Появление в потоке частиц конструкционных материалов увеличивает амплитуду измеряемых сигналов ЭДС индукции, например, в 2 раза, способствуя этим одновременно с упрощением способа измерения

0 токов в плазме повышению надежности контроля нарушений целостности элементов конструкции двигателя.

Формула изобретения Способ измерения токов в плазме, за5 ключающийся в том, что в плазму.помещают магнитный зонд с измерительным проводящим контуром и измеряют сигналы электродвижущей силы индукции, возникающей при взаимодействии электропроводной

0 компоненты плазмы с проводящим контуром, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа при определении нарушения целостности элементов конструкции реактивного двигателя, содержащего сопло,

5 и обеспечения определения начала разрушения двигателя, магнитный зонд помещают так, чтобы он охватывал измерительным проводящим контуром расширяющуюся проточную часть сопла в сечении площадки Ризм, определяемым отношением

™ 4-20, Ркр

а о нарушении целостности элементов судят по изменению сигналов электродвижущей силы индукции по отношению к

где FKp - площадь критического сечения со- предварительно измеренным эталонным

пла,5 сигналам.

Изобретение относится к области контроля герметичности и может быть использовано для контроля нарушений целостности элементов конструкции реактивного двигателя. Целью изобретения является упрощение способа и обеспечивает определения начала разрушения двигателя. Контроль осуществляют за счет электромагнитного взаимодействия движущейся с потоком истечения продуктов сгорания электропроводной компоненты потока с проводящим контуром, охватывающим снаружи расширяющуюся часть сопла в сечении, удовлетворяющем определенному соотношению площади этого сечения к площади критического сечения сопла. Контроль нарушений .целостности реализуют за счет сравнения измеренных при работе двигателя сигналов ЭДС индукции с сигналами, соответствующими исправному состоянию двигателя. 2 ил. СП С