Спосіб неруйнівного контролю електромагнітних параметрів циліндричних об’єктів

Спосіб неруйнівного контролю електромагнітних параметрів циліндричних об'єктів передбачає, що об'єкт розміщують у поздовжнє змінне електромагнітне поле, яке збуджує в ньому вихрові струми, що створюють своє електромагнітне поле вихрових струмів, яке змінює амплітуду і фазу результуючого магнітного потоку у об'єкті, який відрізняється тим, що вихрові струми збуджують пропусканням через контакти на поверхні циліндричного об'єкта змінного електричного струму з фіксованими значеннями амплітуди і частоти, вимірюють значення падіння напруги на об'єкті між контактами і кута фазового зсуву між струмом і падінням напруги, а потім, ко Винахід відноситься до неруйнівного контролю і може бути використане в електромагнітній структуроскопм і вимірювальної техніці Відомий засіб неруйнівного контролю електромагнітних параметрів (відносної магнітної проникності) циліндричних електропровідних об'єктів, заснований на створенні в об'єкті контролю змінного електромагнітного поля за допомогою намагнічуючий обмотки, у якій міститься об'єкт, і визначення основної кривої намагнічування за допомогою вимірювальної обмотки, нанесеної на об'єкт контролю, і вимірювального приладу ферометру [1] Недоліками даного засобу є низька чутливість, точність вимірів і малий асортимент зразків і виробів (в основному шихтовані зразки) Також відомий засіб неруйнівного контролю питомої електричної провідності циліндричних електропровідних об'єктів шляхом виміру активного опору виробу мостом постійного струму [2] ПАРАМЕТРІВ ЦИЛІНДРИЧНИХ ристуючись встановленими універсальними функціями перетворення, які зв'язують параметри виробу із сигналами перетворювача, спільно визначають відносну магнітну проникність \ІГ І питому електричну провідність а за формулами 8ті U n sin ф 2rtfl ц.0І , 21 . 4а_ In 1+ а тії ^ґ 21: а = х 2 /Ї2тіа 2 де Un - падіння напруги на об'єкті, ф - фазовий кут між струмом І і падінням напруги ІІ П , м-о - магнітна постійна, І - відстань між торцями циліндричного об'єкта, а - радіус циліндричного об'єкта, f - частота змінного електричного струму, І_н - внутрішня нормована індуктивність об'єкта, RH - нормований електричний опір об'єкта, ц г - відносна магнітна проникність, а - питома електрична провідність Недоліками даного засобу є низькі функціональні можливості (виміряється один параметр), складність процесу виміру, важко його автоматизувати Найбільш близьким з заявленого з технічній сутності є засіб [3] безконтактного спільного неруйнівного контролю електромагнітних параметрів, заснований на спільному вимірі питомої електричної провідності і відносної магнітної проникності циліндричний електропровідних суцільних феромагнітних об'єктів, що полягає в тому, що контрольований циліндричний об'єкт розміщають у трансформаторний електромагнітний перетворювач, за допомогою струму в намагнічу вальній обмотці у виробі створюють вихрові струми, вимірюють значення ЕРС у вимірювальній обмотці і фазового кута ВИХІДНІ сигнали трансформаторного електромагнітного перетворювача зв'язані за допомогою функціональних залежностей з електромагнітними параметрами циліндричних об'єктів, О 00 (О ю 56801 тобто з питомою елеісгричною провідністю і відновиробу при частоті f по формулі сною магнітною проникністю суцільних циліндричUr R (2) них електропровідних феромагнітних об'єктів ВІД-cos ер МІННОЮ рисою даного методу є підвищена Потім знаходять нормоване значення цього вірогідність неруйнівного контролю електромагнітопору них параметрів, оскільки, на відміну від попередніх RH=R/Ro (3) способів, значення питомої електричної провідноде Ro - опір об'єкту постійному струму, тобто сті і відносної магнітної проникності визначаються при f = 0 СПІЛЬНО Після ЦЬОГО, ВИХОДЯЧИ З установленої залежНедоліком даного засобу є вузький асортиності RH від узагальненого параметра х (перша мент контрольованих циліндричних електропровіуніверсальна функція перетворення (див фіг1)) дних об'єктів, зв'язаний з відсутністю можливості для заданого а, знаходять значення х з співвідноприміщення в трансформаторний електромагнітшення ний перетворювач суцільних і трубчастих виробів, х - a J27i)j.Q)j. r af, (4) що мають доступ до вільних КІНЦІВ виробу і низкою точністю вимірів електромагнітних параметрів, де цо - магнітна постійна, a - ЗОВНІШНІЙ радіус зв'язаної з впливом розмагнічуваючого фактора на об'єкту, Ці- - відносна магнітна проникність, a - пирезультати вимірів тома електрична провідність Задача винаходу - підвищення вірогідності і З величини х і встановленої залежності питоточності неруйнівного контролю параметрів об'єкмої нормованої внутрішньої індуктивності І_н (див тів і розширення асортименту контрольованих цифіг 2) об'єкту, від х визначають величину І_н 3 інліндричних електропровідних феромагнітних об'шого боку, І_н можна розрахувати, як єктів Задача вирішується за рахунок виключення ^ (5) впливу на результати виміру розмагнічуваючого де І-, і І о - внутрішні індуктивності об'єкту при _ фактора і можливості контролю електромагнітних частотах f Ф 0 і f = 0 параметрів циліндричних електропровідних феромагнітних об'єктів (суцільних і трубчатих), що ма(6) ють і не мають доступ до торців виробу 8л Сутність засобу електромагнітного неруйнівного контролю електромагнітних параметрів циліндL,=L-Le (7) ричних електропровідних феромагнітних об'єктів де L - сумарна індуктивність, обумовлена магполягає в тому, що в циліндричному електропронітними потоками енергії усередині і зовні об'єкту відних феромагнітному об'єкті створюють вихрові Величину Le розраховують по формулі струми шляхом пропущення через контрольоваІ ОІ Л ~. ~. ^ ний провідний об'єкт, геометричні параметри якого (8) L г) ВІДОМІ чи виміряються додатково стандартними 2ті а тії 21' методами і пристроями Зі збільшенням частоти Сумарну індуктивність L знаходять, з вимірюнамагнічуючого змінного струму, електромагнітне вальних величин, з формули поле в об'єкті концентрується поблизу поверхні, а L=Unsincp/(27ilf) (9) тим самим змінюється площа ефективного переріПотім визначають значення відносної магнітзу провідника, що, у свою чергу, приводить до ної проникності Ці- І питомої електричної провідносзменшення внутрішнього магнітного потоку Ф| і ті а, виходячи зі співвідношення ВІДПОВІДНО внутрішній індуктивності Li Разом з .2 тим, зі збільшенням частоти зростає активний опір U sincp jj.pl и 2І . 4a 8л n 1n — - 1 + — трубчастого виробу R через зменшення зони про(10) a тії 2л 27lfl 2V відності Комплексний опір провідника зі струмом визначається виразом Z=Rl-i