Способ контроля поперечной разнотолщинности металлической трубы Советский патент 1993 года по МПК G01B7/06 

Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и изделий и может быть использовано в металлургической промышленности для контроля геометрических параметров поперечного сечения ме- таллических труб.

Целью изобретения является повышение точности контроля.

На чертеже представлена схема реализации способа: 1 - контролируемая труба; 2, 3 и 4 - токовые электроды; 5 - проходной индукционный преобразователь; 6 - измерительное устройство; 7 и 8 - независимые генераторы переменного тока.

С помощью генератора 8 и пары электродов 2 и 4 через трубу пропускают ток I, a с помощью генератора 7 и пары электродов

3 и 4 пропускают ток 12. Точки контакта электродов с поверхностью трубы делят длину периметра на три участка, при этом для первого участка периметра между электродами

4 и 2 электрическое сопротивление - RI, для второго участка между электродами 2 и 3

сопротивление - R2 и для третьего участка между электродами 4 и 3 сопротивление - Яз. Очевидно сумма Ri+R2+Ra постоянна при любом расположении токовых электродов 2, 3 и 4 вдоль периметра. Ток от генератора 8 И, делится на два, вводим обозначения -1ц и Ii2, для генератора 7, который задает ток 12 - соответственно lai и tea.. Используем законы Киргофа для замкнутых цепей и получаем следующие уравнения:

+ 112 + 122

In R2 +R3

cn

С

00

о o

ro о

112

121

122

R3

R3

RI +R3

Для отражения влияния геометрии рас- положения электродов и характеристик инАукционного преобразователя 5 вводим коэффициенты Ki, К2, Кз, постоянных для данного индукционного преобразователя и взаимного расположения электродов, которое сохраняется при вращении трубы. Учитывая взаимный сдвиг фаз токов и направление магнитного потока через поперечное сечение индукционного преобразователя 5, записываем выражение для напряжения U на выходе индукционного преобразователя 5:

U - Ki I

+ К2 I

R

Ri + R2 + R3 Rz

R1 + R2 + R3

Ra

v . i . /1 .

Кз (1 Ri+R2+R3 )

И(К1+к2+Кз)- т|тж-кз}.

Из этого выражения следует, что при постоянной амплитуде переменных токов I и неизменности характеристик констант Ki, Кг. Кз индукционного преобразователя (сумма RI+ Ra+ Rs постоянна, так как соответствует пол+юй длине периметра) выходное напряжение U зависит только от Ra и, следовательно, от толщины стенки на участке между электродами 2 и 3 (обратно пропорциональная зависимость).

Для осуществления контроля предлагаемым способом на контролируемом участке трубы 1 вдоль периметра располагают токовые электроды 2, 3, 4 так, что точки контактов электродов 2 и 3 с поверхностью трубы находятся на равном расстоянии от общего электрода 4. Рядом с токовыми электродами 2, 3 и 4 размещают проходной индукционный преобразователь 5, выход которого подключают к измерительному устройству 6. Генератор переменного тока 7 подключают к токовым электродам 3 и 4, по которым пропускают переменный ток, а генератор 8 подключают к токовым электродам 2 и 4, по которым пропускают переменный ток равный амплитуды, но сдвинутый по фазе относительно тока, задаваемого генератором 7

на 180 градусов. С помощью измерительного устройства 6 измеряют напряжение на выходе индукционного преобразователя 5. Затем трубу поворачивают вокруг оси на

угол 10 градусов и снова проводят измерения. Эти операции повторяют до полного поворота трубы вокруг своей оси. Полученные замеры амплитуды напряжения на выходе индукционного преобразователя 5

анализируют с помощью графика зависимости разности измеряемой толщины стенки относительно номинальной от напряжения на выходе индукционного преобразователя. Выбирают .максимальное и минимальное

значения, по этим значениям определяют максимальное отклонение толщины стенки от номинального значения в положительную и отрицательную сторону. Разнотол- щинность измеряемой толщины стенки

трубы соответствует максимальному отклонению.

Для сравнения провели измерения раз- нотолщинности одной трубы данным способом и контактным методом с помощью

рычажного микрометра МР02020 с точностью ±0,002 мм. В результате погрешность измерения предлагаемым способом составила 2,2%, а контактным методом - 6,6%, точность контроля возросла в три раза.

Формула изобретения

Способ контроля поперечной разнотол- щинности металлической трубы, заключающийся в том, что на поверхности трубы размещают два токовых электрода и проходной индукционный преобразователь, изменяя точки контакта электродов с трубой по ее периметру, измеряют напряжение при

каждом положении трубы, по которому судят о ее разнотолщинности, отличаю- щ и и с я тем, что, с целью повышения точности контроля, каждый из токовых электродов подключают к независимому генератору тока, устанавливают расстояние между электродами меньше половины периметра трубы, на поверхности трубы размещают третий токовый электрод, подключают его к общей точке генераторов тока и пропускают

по трубе токи с равными амплитудами и разностью фаз 180°.

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано в металлургическом производстве для контроля геометрических параметров поперечного сечения металлических труб. С целью повышения информативности разность потенциалов, связанную с поперечной разно- толщинностью, измеряют на выходе индуктивного проходного преобразователя при перемещении токовых электродов по поверхности трубы. 1 ил.