Способ измерения удельной электрической проводимости немагнитных металлов Советский патент 1981 года по МПК G01N27/90 

(54) СПОСОБ ИЗЖРЕНИЯ УДЕЛЬНОЙ ЭЖКТРИЧЕСКОЙ ПРОВОДИЮСТИ НЕМАГНИТНЫХ ЖТАЛЛОВ

Изобретение относится к неразруша щим методам контроля и может быть использовано в любой отрасли машиностроения для дефекто- к структуроскопии различных металлических изделий. Известен способ измерения удельно электрической проводимости, основанный на использовании двойного моста, потенциометра постоянного тока и вихретокового преобразователя- { I J. Однако измерения с помощью двойного моста или потенциометра постоянного тока проводятся на специальна изготовленных образцах, обладают низ кой производительностью и применяются в основном, в лабораторных условиях. Наиболее близким к предлагаемому является способ, основанный на методе вихревых токов и состоянщй в том, что с помощью вихретоковпго преобразователя создают в измеряемом металлическом изделии первичное электромагнитное поле, которое возбу 1ф;ает в металле вихревые токи, зависящие от удельной электрической проводимости, структуры изделия и зазора между поверхностью металла и преобразоватег лем. Вихревые токи наводят вторичное поле, взаимодействующее с перви г-. ным, в результате чего изменяются индуктивность и активное сопротивление преобразователя, которые содержат полезную информацию об измеряемой параметре. Способ,измерения удельной электрической проводимости в немагнитных металлах заключается в том, что включают вихретоковый преобразователь в резонансный контур, измеряют емкость контура по синусоидальному закоиу по полу сенному амплитудно-модулированному сигналу, определяют измеряемздо величину L2J. Недостатком этого способа является невысокая точность измерений удельной электрической проводимости немагнитных металлов с низким значением электропроводности. Цель изобретения - повьшение точ ности измерения удельной электричес кой проводимости немагнитных металлов с низкой электропроводностью. Поставленная цель достигается тем, что индуктивность или емкость контура изменяют с. частотой в два раза большей частоты напряжения, питающего контур, и увелшчивают глу бину модуляции амплитудно-модулированного сигнала контура до момента возникновения в нем генерации. На фиг.I представлены.годографы вносимых относительных сопротивлени в зависимости от изменений емкости контура; на фиг.2 - то же, в зависи мости от изменений индуктивности ко тура; на фиг.З - зависимость глубин модуляции емкости; на фиг.4 зависимость глубины У, модуляции индук тивности; на фиг.З - блок-схема уст ройства, осуществляющего способ. Устройство содержит генераторы 1 и 2 синусоидального напряжения, вихретоковый преобразователь 3,вклю чешшй в резонансный контур А, под. ключенный к его выходу усилитель 5, амплитудный детектор б, индикатор 7. Способ осуществляется следующим образом. Вихретоковый преобразователь 3 устанавливают на поверхность контро лируемого матернала, резонансный контур питают напряжением генератор 1, переменны напряжением генератора 2 изменяют емкость или индуктивность резонансного контура 4, при этом частоту напряжения генератора .2 выбирают в два раза большей часто ты напрянсения генератора 1. Затем увеличивают глубину модуляции емкости или индуктивности контура путем увеличения напряжения генератора 2. При возникно.вении генерации в ко туре на выходе его резко нарастает что отмечаамплитуда напряжения, ется по отклонению стрелки указателя 7. Определяют величину напряжени генератора 2, при которой возгшкает генерация колебаний в резонансном контуре, и по ней судят об измеряем значении удельной электрической про водимости металлического изделия. Измерения проводятся в момент па раметрического возбуждения колебагш в контуре, когда имеет место наибол шая амплитудная чувствительность 2 .4 резонансного контура с включенным в него вихретоковым преобразователем. Приведенные годографы вносимых относительных, сопротивлений 1 Бн/шЬом (jyben/cc;bo вихретокового преобразователя (ВТП, где ,, - вносимые активное и индуктивное сопротивления контура от взаимодействия поля ВТП с контролируемым изделием иуЦ-индуктивное сопротивление контура лри удалении изделия, иллюстрируют зависимости изменений емкости С или индуктивности L контура с частотой в два раза большей частоты (jy питающего напряжения при различных значениях обобщенного параметра f - ВТП (где а - радиус с магнитная прош-1цаемость вакуума G - удельная электрическая проводимость) и различных значениях глубины - модуляции емкости и индуктивности контура. Из указанных графиков следует,что с ростом глубины Л) модуляции уменьшается активное сопротивление контура. Это приводит к увеличению амплитуды выходного напряжения контура. Вследствие этого возрастает амплитудная чувствительность контура по удельной электрической проводимости С. При некотором значении-iJ активное сопротивление контура становится равным О, что свидетельствует о возбуждении колебаний в контуре. В этот момент амплитудная чувствительность контура с БТП по 6 максимальна. На фиг.З и 4 приведены зависимости глубины V модуляции емкости и индуктивности (фиг.4) контура, при которой возникает генерация от величиныС при разных значениях обобщенного параметра зазора Q 2 /0( ВТП ( где Ь - зазор мелоду ВТП и поверхностью изде.- лия). Согласно данным зависимостям между 9 и (У существует однозначная связь, котораяможет быть использована для измерений 1шзких значений (J немаг1шт1-1ых металлов, так как в этом случае чувствительность по G максимальна. Благодаря проведению измерений В момент параметрического возбуждения колебаний в контуре, когда имеет место наибольшая амплитудная чувствительность резонансного контура по удельной электрической проводимости (У , повьШхается точность измерения для немагнитных металлов с 1шзким значением электропроводности. Формула изобретения Способ измерения удельной электри ческой проводимости немагнитных металлов, заключающийся в том, что включают вихретоковый преобразовател в резонансный контур, изменяют емкость контура по синусоидальному закону и по полученному амплитудно-модулированному сигналу определяют изм ряемую величину, отличающий с я тем, что, с целью повышения точ ности измерения удельной электрической проводимости немагнитных метал26лов с низкой электропроводностью, индуктивность или емкость контура изменяют с частотой в два большей частоты напряжения, питающего контур, и увеличивают глубину модуляции амплитудно-модулированного сигнала контура до момента возникновения в нем генерации. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Наумов Н.М., Микляев П.Г,-Резистометрический неразрушающий контроль деформируемых алюминиевых сплавов. М., Металлургия, 1974, с.119120. 2.Авторское свидетельство СССР № 746277, кл. G 01 N 27/90, 1978 (прототип).

0.8

0.6

QM

1U

xi,

JZ

68

Ю

Фи&Л