Пристрій для діагностування технічного стану сталевої конструкції на базі приставного цифрового автоматичного коерцитиметра

Реферат: Пристрій для діагностування технічного стану сталевої конструкції на базі приставного цифрового автоматичного коерцитиметра містить послідовно з'єднані блок управління, генератор лінійного струму та котушки, нанесені на магнітопровід Ш-подібної форми, послідовно сполучені ферозонд, тригер, елемент І, лічильник імпульсів та цифровий індикатор, генератор тактових імпульсів. Лічильник імпульсів підключено до першого входу блока віднімання, другий вхід якого сполучено через блок пам'яті початкової величини коерцитивної сили з додатковим виходом лічильника імпульсів, вихід блока віднімання з'єднано з блоком визначення поточного та аварійного стану сталевої конструкції, причому блок управління додатковим входом з'єднаний з таймером. UA 113595 U (12) UA 113595 U UA 113595 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до приладобудування і може бути застосована для діагностування технічного стану сталевої конструкції на базі приставного цифрового автоматичного коерцитиметра. Відомий цифровий автоматичний коерцитиметр, що містить послідовно з'єднані блок управління, генератор лінійного струму та котушку Гельмгольца, послідовно сполучені ферозонд, тригер, елемент І, лічильник імпульсів та цифровий індикатор, генератор тактових імпульсів, вихід якого через дільник імпульсів з'єднаний з другим входом елемента І, другий вихід генератора лінійного струму через пороговий блок сполучений з другим входом тригера, піковий детектор, а вихід ферозонда через послідовно зв'язані піковий детектор та диференціюючий ланцюг підключений до входу блока управління, як котушку Гельмгольца застосовано котушки, нанесені на магнітопровід Ш-подібної форми, додатково застосовано три ферозонди, при цьому ферозонди попарно розташовано у безпосередній близькості з пласким виробом у міжполюсних просторах магнітопроводу Ш-подібної форми від полюсних наконечників на відстані, що дорівнює чверті довжини його робочих зазорів |див. патент України № 103157, G01R 33/12, опубл. 10.12.2015, бюл. № 23]. Цей коерцитиметр вибрано за прототип. Недоліком відомого цифрового автоматичного коерцитиметра є те, що його неможливо використовувати для діагностування технічного стану сталевої конструкції, що звужує сферу застосування коерцитиметра. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення пристрою для діагностування технічного стану сталевої конструкції на базі приставного цифрового автоматичного коерцитиметра шляхом того, що лічильник імпульсів підключено до першого входу блока віднімання, другий вхід якого сполучено через блок пам'яті початкової величини коерцитивної сили з додатковим виходом лічильника імпульсів, вихід блока віднімання з'єднано з блоком визначення поточного та аварійного стану сталевої конструкції, причому блок управління додатковим входом з'єднаний з таймером, що дозволить розширити функціональні можливості коерцитиметра. Поставлена задача вирішується тим, що пристрій для діагностування технічного стану сталевої конструкції на базі приставного цифрового автоматичного коерцитиметра, що містить послідовно з'єднані блок управління, генератор лінійного струму та котушки, нанесені на магнітопровід Ш-подібної форми, послідовно сполучені ферозонд, тригер, елемент І, лічильник імпульсів та цифровий індикатор, генератор тактових імпульсів, вихід якого через дільник імпульсів з'єднаний з другим входом елемента І, другий вихід генератора лінійного струму через пороговий блок сполучений з другим входом тригера, піковий детектор, а вихід ферозонда через послідовно зв'язані піковий детектор та диференціюючий ланцюг підключений до входу блока управління, котушки, нанесені на магнітопровід Ш-подібної форми, додаткові три ферозонди, при ньому ферозонди попарно розташовано у безпосередній близькості з пласкою сталевою конструкцією у міжполюсних просторах магнітопроводу Ш-подібної форми від полюсних наконечників на відстані, що дорівнює чверті довжини його робочих зазорів, згідно з корисною моделлю, лічильник імпульсів підключено до першого входу блока віднімання, другий вхід якого сполучено через блок пам'яті початкової величини коерцитивної сили з додатковим виходом лічильника імпульсів, вихід блока віднімання з'єднано з блоком визначення поточного та аварійного стану сталевої конструкції, причому блок управління додатковим входом з'єднаний з таймером. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де зображено пристрій для діагностування технічного стану сталевої конструкції на базі приставного цифрового автоматичного коерцитиметра (фіг. 1), що містить котушки 1, нанесені на магнітопровід 2 Ш-подібної форми, генератор 3 лінійного струму, блок 4 управління, пороговий блок 5, елемент І 6, лічильник 7 імпульсів, цифровий індикатор 8, тригер 9, основний ферозонд 10, піковий детектор 11, диференціюючий ланцюг 12, генератор 13 тактових імпульсів, дільник 14 імпульсів, пласка сталева конструкція 15, додаткові ферозонди 16, 17, 18, при цьому ферозонди 10, 17 та 16, 18 розташовано у безпосередній близькості зі сталевою конструкцією 15 у міжполюсних просторах магнітопроводу 2 Ш-подібної форми від полюсних наконечників на відстані, що дорівнює чверті  / 4 довжини  його робочого зазору, а також містить блок 19 пам'яті початкової величини коерцитивної сили, блок 20 віднімання, блок 21 визначення поточного та аварійного стану сталевої конструкції, таймер 22. На фіг. 2 наведено схему розташування магнітопроводу 2 Ш-подібної форми з котушками 1, ферозондів 10, 16-18 та сталевої конструкції 15. На фіг. 3 наведено часові діаграми роботи пристрою для діагностування технічного стану сталевої конструкції па базі приставного цифрового автоматичного коерцитиметра. 1 UA 113595 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 На фіг. 4 наведено діаграму зміни у часі коерцитивної сили Н С навантаженої сталевої конструкції 15. Пристрій для діагностування технічного стану сталевої конструкції на базі приставного цифрового автоматичного коерцитиметра працює наступним чином. Після установки магнітопроводу 2 Ш-подібної форми з котушками 1 та ферозондами 10, 16-18 на навантажену (р) пласку сталеву конструкцію 15 і при подачі напруги живлення блок 4 управління вмикає генератор 3 лінійного струму і в котушки 1 подається струм, який лінійно зростає (проміжок 0-а діаграми і фіг. 3), в результаті чого намагнічується ділянка пласкої сталевої конструкції 15 і водночас збільшується сумарний сигнал на вихідних обмотках ферозондів 10, 16-18, з'єднаних послідовно. При досягненні насичення ділянки пласкої сталевої конструкції 15, що відповідає струму IS1 (точка а, фіг. 3), сумарний сигнал з виходів ферозондів 10, 16-18 сягає максимального значення та через піковий детектор 11 та диференціюючий ланцюг 12 поступає у блок 4 управління, який впливає на генератор 3 лінійного струму. По цій команді струм зменшується до нуля (точка б, фіг. 3) та в момент переходу струму через нуль відбувається зміна його полярності. У котушки 1 подається лінійний струм зворотної полярності, який перемагнічує ділянку пласкої сталевої конструкції 15. У момент, коли струм дорівнює нулю, пороговим блоком 5 вмикається тригер 9, який підключає по першому входу елемент І 6, при цьому імпульси, які виробляються генератором 13 тактових імпульсів, через дільник 14 імпульсів та другий вхід елемента І 6 поступають на лічильник 7 імпульсів. Зі зростанням струму відбувається розмагнічування ділянки пласкої сталевої конструкції 15 і в момент рівності величини напруженості магнітного поля, наведеного в магнітопроводі 2 Ш-подібної форми, коерцитивній силі НС1 пласкої сталевої конструкції 15, що відповідає значенню струму ІНСІ (точка в, фіг. 3), сигнал на виході ферозондів 10, 16-18 зменшується до нуля та відбувається перекидання тригера 9. Закривається елемент І 6 та припиняється надходження імпульсів з генератора 13 тактових імпульсів через дільник 14 імпульсів, який зменшує кількість вироблених імпульсів удвічі, на лічильник 7 імпульсів, при цьому встановлюється кількість імпульсів N1/2, пропорційна половині величини коерцитивної сили HC1/2. Струм в котушках 1 продовжує змінюватися за лінійним законом до IS2(точка г, фіг. 3), при цьому відбувається перемагнічування ділянки пласкої сталевої конструкції 15 і в точці г (фіг. 3) вона намагнічується до насичення у зворотному напрямку, що відповідає збільшенню вихідного сигналу ферозондів 10, 16-18 до максимуму. Під дією цього сигналу через піковий детектор 11 та диференціюючий ланцюг 12 блок 4 управління впливає на генератор 3 лінійного струму. По цій команді струм знову зменшується до нуля (точка д, фіг. 3) та в момент переходу струму через нуль блок 4 управління міняє напрям струму генератора 3 лінійного струму на зворотний. У момент, коли струм дорівнює нулю, пороговим блоком 5 вмикається тригер 9, який підключає елемент І 6, при цьому імпульси, які виробляються генератором 13 тактових імпульсів, через дільник 14 імпульсів та другий вхід елемента 1 6 надходять на лічильник 7 імпульсів. Зі зростанням струму знову відбувається перемагнічування ділянки пласкої сталевої конструкції 15 і в момент рівності напруженості магнітного поля, наведеного в магнітопроводі 2 П-подібної форми, коерцитивній силі НС2 пласкої сталевої конструкції 15, що відповідає значенню струму ІНС2, (точка е, фіг. 3), на виході ферозондів 10, 16 з'являється нуль, що спричиняє перекидання тригера 9. Закривається елемент І 6 та припиняється надходження імпульсів з генератора 13 тактових імпульсів через дільник 14 імпульсів на лічильник 7 імпульсів, при цьому до кількості імпульсів N1/2, зареєстрованої ним при першому ліченні, пропорційній значенню HС1/2, додається кількість імпульсів N2/2, пропорційна значенню HC2/2, і на цифровий індикатор 8 подається N1/2+N2/2=N імпульсів, що відповідає коерцитивній силі HC1/2+HC2/2=HC пласкої сталевої конструкції 15. Вимірювання коерцитивної сили при двох напрямках лінійного струму дозволяє підвищити точність приставного цифрового автоматичного коерцитиметра за рахунок компенсації впливу зовнішніх магнітних полів перешкод. При першій подачі напруги живлення вимірюється початкова коерцитивна сила HC0, величина якої з додаткового виходу лічильника 7 імпульсів подається в блок 19 пам'яті початкової величини коерцитивної сили. Поточні величини коерцитивної сили HC вимірюються через інтервал часу τ (фіг. 4), який задасться таймером 22. У подальшому сигнали HC та HC0 надходять на входи блока 20 віднімання, на виході якого формується сигнал їхньої різниці HCHC0, що подається у блок 21 визначення поточного та аварійного стану сталевої конструкції 15. Ha підставі аналізу динаміки зміни різниці HC-HC0 у ньому визначається поточний технічний стан сталевої конструкції 15, прогнозується ресурс її безаварійної роботи та фіксується аварійний етап при досягненні коерцитивної сили величини HCδ в момент часу tδ (фіг. 4). При здійсненні запропонована корисна модель забезпечує розширення сфери застосування коерцитиметра. 2 UA 113595 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Пристрій для діагностування технічного стану сталевої конструкції на базі приставного цифрового автоматичного коерцитиметра, що містить послідовно з'єднані блок управління, генератор лінійного струму та котушки, нанесені на магнітопровід Ш-подібної форми, послідовно сполучені ферозонд, тригер, елемент І, лічильник імпульсів та цифровий індикатор, генератор тактових імпульсів, вихід якого через дільник імпульсів з'єднаний з другим входом елемента І, другий вихід генератора лінійного струму через пороговий блок сполучений з другим входом тригера, піковий детектор, а вихід ферозонда через послідовно зв'язані піковий детектор та диференцюючий ланцюг підключений до входу блока управління, котушки, нанесені на магнітопровід Ш-подібної форми, додаткові три ферозонди, при цьому ферозонди попарно розташовано у безпосередній близькості з пласкою сталевою конструкцією у міжполюсних просторах магнітопроводу Ш-подібної форми від полюсних наконечників на відстані, що дорівнює чверті довжини його робочих зазорів, який відрізняється тим, що лічильник імпульсів підключено до першого входу блока віднімання, другий вхід якого сполучено через блок пам'яті початкової величини коерцитивної сили з додатковим виходом лічильника імпульсів, вихід блока віднімання з'єднано з блоком визначення поточного та аварійного стану сталевої конструкції, причому блок управління додатковим входом з'єднаний з таймером. 3 UA 113595 U 4 UA 113595 U Комп’ютерна верстка О. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5