Способ двухпараметрового контроля сферических изделий Советский патент 1980 года по МПК G01N27/86 

1

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может найти применение в различных областях машиностроения.

Известен способ контроля сферических деталей методом вихревых токов, заключающийся в том, что контролируемую деталь перемещают в однородном электромагнитном поле, измеряют напряжение индикаторной катушки f через ось которой, параллельную вектору маг1ШТНОЙ напряженности поля, перемещают деталь и по напряжению индикаторной катущки, амплитуде или приращениям активной и реактивной составляющих судят о параметрах конт ролируемой детали (1 .

Недостатком способа является зависимость результатов контроля как от радиуса изделия, так и от удельного электросопротивления материала изделия; амплитудно-фазовое определение этих парамтеров возможно лищь в небольщих пределах их изменений от номинальных.

Известен также способ контроля удельного сопротивления электропроводящих изделий, заключаюп(Ийся в том, что контролируемое изделие помещают в тфоходлой вихретоковый

преобразователь, вьщеляют активную и реактивную составляющие вносимого напряжения, преобразовывают активную составляющую с помощью функщюнального преобразователя, коэффициент передачи которого линейно зависит от входного напряжения, делят полученное напряжение на реактивную составляющую вносимого напряжения, измеряют результирующее напряжение и по его величине судят об удельном сопротивлении материала изделия 2.

10

Недостаток способа состоит в том, что он предназначен для контроля цилиндрических изделий и не позволяет с достаточной точностью измерить объем и удельное сопротив15ление изделия.

Наиболее близким техническим рещением к предлагаемому является способ двухпараметрЪвого контроля сферических изделий, заключающийся в том, что контролируемое из20делие помещают в однородное электромагнитное поле, выделяют квадрат активной составляющей и реактивную составляющую вносимой в измерительную катушку ЭДС и делят с по

мощью делителя напряжений квадрат активной составляющей ЭДС на реактивную 3.

Однако указанный способ не позволяет производить измерения с достаточной точностью.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что квадрат активной составляющей и реактивную составляющую вносимой ЭДС вьщеляют в момент достижения максимума амплитуды вносимой ЭДС, преобразовывают напряжение, почучкнное от деления квадрата активной составляющей на реакттаную с помощью функционального преобразователя типа у Ьх, делят полученное напряжение с помощью делителя напряжений на активную составляющую вносимого напряжения и по полученному результату судят о величине удельного сопротивления, а по величине напряжения, полученного от деления квадрата активной составляющей на реактивную, - об объеме сферического изделия.

Способ осуществляется следующим образом,

В зоне контроля создают однородное злектромагнитное поле, например, с помощью катушки индуктивности, длина которой значительно больше радиуса. Зная ориентировочные значения удельного сопротивления и радиуса изделия, частоту электромагнитного поля выбирают из условия

«.

где со- круговая частота;

jXjj- магнитная проницаемость вакуума;

а- радиус изделия;

р- удельное электросопротивление.

Внутри этой катущки помещают индикаторную катушку, длина которой может быть значительно меньще первой, оси их совпадают, а контролируемое изделие перемещают внутри индикаторной катуцжи. Напряжение индикаторной катущки, имеющееся на ней в отсутствие контролируемой детали, компенсируют с помощью любого компенсатора переменного тока. При перемещении контролируемой детали через индикаторную катушку на ней возникает лищь напряжение, вносимое вихревыми токами в изделие. Величина вносимого напряжения зависит от объема изделия, его удельного электросопротивления и взаимного положения индикаторной катушки и изделия. С помощью фазочувствительной аппаратуры из вносимого напряжения вьщеляют активную и реактивную составляющие. Дальнейщие операции проводятся при получении максимума какой-либо из составляющих или модуля вносимого напряжения. С помощью функционального преобразования, имеющего зависимость выходного напряжения от входного типа у -- Ьх, где Ь -

постоянный ко:)ффииие111, преобраювьгиаю активную составляиниую вносимою напряжения, делят получеяное с помощью доли геля напряжений на реакгипную составляющую и по полученному напряжению судят об объеме изделия. Напряжение, пропорциональное объему изделия, преобразовывают с помоп ью функционального преобразователя типа у деляг полученное напряжение на активную составляюи1ую вносимого напряжения и по полученному результату судят о величине удельного электросопротивления.

Наибольшую эффективность способ имеет при контроле изделий с большим удельным

электросопротивлением и малыми размерами, когда для контроля известными способами требуется сверхвысокая частота.

Активная и реактивная составляющие вносимого сопротивления определяются из соотношений

R V sny+ sinv-1

., .Иgjj2y2L 2chv-coav J toL.

.И

Q

Г, 3 shy-ату

&Н у chv-cosv I

О

где LQ

начальная индуктивность катущки;

радиус сферы контрогаруемого изделия;

I и b

соответственно длина и радиус измерительной катущки;

обобщенный параметр; удельная проводимость сферы. S 1/Р Для случая малых значений обобщенного параметра у З 1 (при этом можно резко снизить частоту электромагнитного поля) получены следующие соотношения для абсолютных значений активной и реактивной составляющих вносимого в .индикаторную катупжу напряжения через сферы и ее удельное электросопрютивлегдае

W

,, н

я.и„..-к,. 3,

;

О

где Kj и Kj - постоянные коэффиаденты при вьгбранноп рабочей частоте.

Вьщеляя с помощью фазочувствительных схем вносимые в индикаторную катущку активную и реактивнук) составляющие вносимого напряжения и проводя с ними операции согласно описанному способу, получают напряжения, одно из которых линейно зависит только от объема контролируемого изделия, а другое - также линейно, только ог улелыюго электросопротивле1™я.

Измерение необходими проводить при лг стижении вносимым и.игряжсиием макщму.чл

модуля или составляюишх, что позволяет отстраниться от влияния взаимного расположения индикаторной кзтуипси и контро/шруемого изделия.

Предлагаемый способ двухпараметрового контропя обладает по сравнению с известными способами повышенной точностью раздельного контроля геометрии и удельного электросопротивления сферических изделий в большом диапазоне измерений контролируемых параметров и позволяет при высококй стабильности измерительной аппаратуры исключить использование зталонов.

Формула изобретения

Способ двухпараметрового контроля сферических изделий, заключающийся в том, что контролируемое изделие помещают в однородное электромагнитное поле, выделяют квадрат активной составляющей и реактивную составляющую вносимой в из 1ерительную катуыису ЭДС и делят с помощью делителя напряжений квадрат активной составляющей ЭДС на реактивную, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, квадрат активной составляюи1ей и реактивную составляющую вносимой ЭДС выделяют в MONKHT досл1ження максимума амплитуды вносимой ЭДС, преобразовьгеают напряжение, полученное от деления квадрата активной составляющей на реактивную с помощью функционального преобразователя типа у , делят полученное напряжение с помощью делителя напряжений на активную составляющую вносимого напряжения и по полученному результату судят о величине удельного j сопротивления, а по величине напряжения, полученного от деления квадрата активной составляющей на реактивную, - об объеме сферического издешя.

Источники информащга, принятые во внимание при экспертизе

1.Дорофеев А. Л. Электроиндуктивная дефектоскопия, М., Мащикостроение, 1967, с. 197.

2.Авторское свидетельство СССР № 298880, кл. G 01 N 27/04,J969.

3.Авторское свидетельство СССР № 274377 кл. G 01 В 7/28, 1969 fnooToiiin).