Спосіб калібрування при вихрострумових вимірюваннях питомої електропровідності матеріалу із виключенням впливу зазору

Є ще 1 сторінка.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Спосіб калібрування при вихрострумових вимірюваннях питомої електропровідності матеріалу із виключенням впливу зазору, за яким вихрострумовим перетворювачем на заданій робочій частоті індукують в матеріалі контрольованого об'єкта вихрові струми; формують інформаційний сигнал, для чого встановлюють вихрострумовий перетворювач із заданим максимальним значенням зазору на поверхню зразка з номінальним значенням питомої електропровідності матеріалу контрольованого об'єкта і компенсують до нуля сигнал вихрострумового перетворювача, зменшують зазор до нуля і фазовий кут одержаного при цьому інформаційного сигналу приймають за початкову фазу опорного сигналу при вимірюваннях під час контролю; далі з використанням комплекту із N контрольних зразків питомої електропровідності матеріалу контрольованого об'єкта у заданому діапазоні її зміни проводять процедуру калібрування, за якою при зміні зазору в процесі встановлення вихрострумового перетворювача на поверхню контрольного зразка неперервно вимірюють поточні значення амплітуди, дійсної та уявної складових інформаційного сигналу і, коли амплітуда інформаційного сигналу становить задане опорне значення, а його дійсна складова є додатною, фіксують значення уявної складової інформаційного сигналу; за одержаними на N контрольних зразках даними будують функціональну залежність питомої електропровідності від зафіксованого значення уявної компоненти інформаційного сигналу, і за цією функціональною залежністю під час контролю визначають питому електропровідність матеріалу контрольованого об'єкта, який відрізняється тим, що перед проведенням контролю безпосередньо в умовах вимірювань на контрольованому об'єкті виконують процедуру калібрування, яка полягає у послідовній корекції робочої частоти та корекції опорного значення амплітуди інформаційного сигналу із використанням двох контрольних зразків із заданим номінальним і мінімальним або максимальним значенням питомої електропровідності матеріалу контрольованого об’єкта, для чого

на першому кроці встановлюють вихрострумовий перетворювач на контрольний зразок із заданим номінальним значенням питомої електропровідності матеріалу , в процесі переміщення вихрострумового перетворювача фіксують зазначене значення уявної складової інформаційного сигналу, за зазначеною функціональною залежністю визначають питому електропровідність матеріалу контрольного зразка і, якщо визначена питома електропровідність відрізняється від заданого номінального значення питомої електропровідності матеріалу контрольного зразка, змінюють робочу частоту на  так, щоб при повторному вимірюванні визначена питома електропровідність відповідала заданому номінальному значенню питомої електропровідності матеріалу контрольного зразка,

на другому кроці встановлюють вихрострумовий перетворювач на контрольний зразок із заданим мінімальним або максимальним значенням питомої електропровідності матеріалу, в процесі переміщення вихрострумового перетворювача фіксують зазначене значення уявної складової інформаційного сигналу, визначають за зазначеною функціональною залежністю питому електропровідність матеріалу контрольного зразка і, якщо визначена питома електропровідність відрізняється від заданого мінімального або максимального значення питомої електропровідності матеріалу контрольного зразка, змінюють на  опорне значення амплітуди інформаційного сигналу так, щоб при повторному вимірюванні визначена питома електропровідність відповідала заданому мінімальному або максимальному значенню питомої електропровідності матеріалу контрольного зразка, на подальших кроках уточнюють корекцію робочої частоти  та корекцію опорного значення амплітуди інформаційного сигналу  відповідно до зазначеної процедури калібрування на першому та другому кроці таким чином, щоб на і-тій ітерації похибки визначення питомої електропровідності матеріалу контрольних зразків з номінальним та мінімальним або максимальним значенням питомої електропровідності не перевищували заданого значення похибки контролю.

2. Спосіб за п. 1, за яким за умови, що на другому кроці калібрування визначена питома електропровідність відповідає питомій електропровідності матеріалу контрольного зразка з мінімальним або максимальним значенням питомої електропровідності і відповідно задане опорне значення амплітуди інформаційного сигналу не потребує подальшої корекції, за встановленою на першому кроці калібрування зміною робочої частоти визначають зміну питомої електропровідності контрольного зразка, що залежить від температурного режиму контролю, із співвідношення

,

де  - номінальне значення питомої електропровідності матеріалу;

- значення зміни робочої частоти;

- робоча частота, за якої побудовано функціональну залежність питомої електропровідності;

за яким, а також відомою для конструкційного матеріалу контрольованого об'єкта температурною залежністю питомої електропровідності визначають величину зміни температурного режиму, при якому проводять контроль.

Текст

Реферат: Спосіб калібрування при вихрострумових вимірюваннях питомої електропровідності матеріалу із виключенням впливу зазору при замінах однотипних вихрострумових перетворювачів належить до вихрострумових засобів неруйнівного контролю виробів із електропровідних матеріалів і призначений для забезпечення високої точності вимірювань питомої електропровідності матеріалу при діагностуванні ступеня пошкодження елементів конструкцій через деградацію матеріалу, корозію та інші чинники під час експлуатації в авіації, енергетиці на транспорті тощо, а також для контролю якості продукції у виробництві. Питому електропровідність під час контролю визначають за деякою функціональною залежністю, побудованою для оригінального вихрострумового перетворювача, який характеризується еквівалентним радіусом R 0 . Загалом однотипні вихрострумові перетворювачі дещо відрізняються за еквівалентним радіусом. R e , через що змінюються такі їх характеристики, як узагальнений параметр і відносне значення зазору. Для забезпечення заданої похибки контролю при заміні вихрострумового перетворювача та одночасній зміні температурного режиму контролю за запропонованим способом виконують процедуру калібрування апаратури, за якою із використанням контрольних зразків із номінальним і мінімальним (або максимальним) значенням питомої електропровідності матеріалу контрольованого об'єкта проводять корекцію робочої частоти та заданого опорного значення амплітуди інформаційного сигналу. За допомогою вимірюваної характеристики інформаційного UA 115259 C2 (12) UA 115259 C2 сигналу, за якою визначають питому електропровідність контрольованого об'єкта, проводять калібрування апаратури контролю за запропонованим способом шляхом корекції режиму контролю з високою точністю. UA 115259 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до вихрострумового методу контролю виробів із неферомагнітних електропровідних матеріалів і призначений для забезпечення заданої точності вимірювань питомої електропровідності конструкційних матеріалів під час неруйнівного контролю і діагностування ступеня структурних змін матеріалу контрольованих виробів у машинобудуванні, авіації на транспорті тощо. Відомий вихрострумовий метод фазових вимірювань питомої електричної провідності матеріалу контрольованого об'єкта [1]. За цим методом існує низка технічних рішень, що реалізують часткове відстроювання від нелінійного впливу зазору між вихрострумовим перетворювачем і контрольованим об'єктом, який спричинює похибку методу контролю. Відомий спосіб електромагнітного контролю [2], за яким сигнал вихрострумового перетворювача компенсують до попадання в центр гомотетії годографів сигналу, залежного від зміни параметра, вплив якого заглушують. Визначають амплітуду і фазу сумарного сигналу і будують залежність амплітуди від фази вихідного сигналу при номінальній величині контрольованого параметра і зміні параметра, який заглушують. Цю залежність використовують для визначення параметра, що контролюють. Недоліком зазначеного способу є низька точність вимірювань через недостатнє відстроювання від параметра, вплив якого заглушують, зокрема зазору, оскільки годографи сигналу вихрострумових перетворювачів нелінійні і є гомотетичними тільки наближено. Відомий спосіб вимірювання електропровідності немагнітних матеріалів [3], що дозволяє зменшити похибку вимірювання, спричинену впливом зазору, шляхом корекції сигналу компенсації, який додають до сигналу відгуку вихрострумового перетворювача, щоб сформувати інформаційний сигнал. Для цього попередньо за даними калібрування будують функцію поправки сигналу компенсації. Недоліком зазначеного способу є складність побудови функції поправки сигналу компенсації, що обмежує можливість зменшення додаткової похибки вимірювань питомої електропровідності від впливу зазору. Загальним недоліком фазового методу вихрострумового контролю питомої електропровідності матеріалу контрольованого об'єкта і відповідно способів, що його реалізують, є принципова неможливість повного відстроювання від нелінійного впливу зазору, що спричинює похибку методу вимірювань. При цьому при заміні вихрострумового перетворювача необхідно повністю проводити процедуру калібрування із використанням комплекту зразків питомої електропровідності матеріалу контрольованого об'єкта, за якою реалізують тільки часткове відстроювання фази інформаційного сигналу від нелінійного впливу зазору, а також побудову функціональної залежності питомої електропровідності від фази інформаційного сигналу. Найближчим до запропонованого способу є спосіб вихрострумового контролю питомої електропровідності матеріалу за яким вилучено вплив зазору на вимірювану характеристику інформаційного сигналу вихрострумового перетворювача [4] і таким чином усунено методичну похибку від зміни зазору на результат контролю питомої електропровідності. За вимірювану характеристику інформаційного сигналу прийнято значення уявної компоненти інформаційного сигналу при заданій фазі опорного сигналу, що зафіксоване за умови, коли амплітуда інформаційного сигналу під час зміни зазору в процесі установлення вихрострумового перетворювача на контрольований об'єкт становить задане опорне значення. При цьому функціональна залежність, за якою визначають питому електропровідність, будується за даними калібрування на комплекті контрольних зразків питомої електропровідності матеріалу контрольованого об'єкта. Ця залежність як функція однієї змінної при відсутності впливу зазору може бути побудована з високою точністю, що забезпечує похибку оцінки питомої електропровідності на рівні десятих часток відсотка і менше. Недоліком зазначеного способу [4] є те, що при замінах вихрострумового перетворювача через деяку відмінність характеристик перетворювачів від характеристик оригінального вихрострумового перетворювача, із використанням якого побудована функціональна залежність для визначення питомої електропровідності, точність контролю буде погіршена. Крім того, відмінність температурного режиму, при якому виконується контроль, впливає на зміну питомої електропровідності матеріалу контрольних зразків, які використовують для калібрування апаратури перед проведенням контролю, що потребує відповідної корекції результатів контролю. Вирішити цю проблему користувачу в умовах експлуатації шляхом побудови зазначеної функціональної залежності при заміні вихрострумового перетворювача та зміні температурного режиму може бути недоступним через відсутність відповідних програмних засобів і необхідного комплекту контрольних зразків. 1 UA 115259 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Задачею запропонованого способу калібрування при вихрострумових вимірюваннях питомої електропровідності матеріалу із виключенням впливу зазору є забезпечення при замінах вихрострумового перетворювача та/чи відмінності температурного режиму, за якого проводиться контроль, заданої точності визначення питомої електропровідності за побудованою раніше із використанням оригінального вихрострумового перетворювача функціональною залежністю питомої електропровідності від вимірюваної характеристики інформаційного сигналу. Зазначена задача вирішується тим, що за запропонованим способом при заміні вихрострумового перетворювача та/чи зміні температурного режиму виконують процедуру калібрування, яка полягає у корекції режиму контролю, а саме - корекції робочої частоти та корекції заданого опорного значення амплітуди інформаційного сигналу. При цьому використовується тільки два контрольні зразки. Один зразок - із номінальним значенням питомої електропровідності матеріалу контрольованого об'єкта, а другий - із мінімальним або максимальним значенням питомої електропровідності матеріалу із заданого інтервалу її зміни на контрольованому об'єкті. Характер зміни сигналу відгуку вихрострумового перетворювача і чутливість контролю, як відомо [1], визначаються такими безрозмірними характеристиками, як узагальнений параметр β та відносне значення зазору α між вихрострумовим перетворювачем і поверхнею контрольованого об'єкта:  e  R e    0 ; e  h / Re , (1) де R e - еквівалентний радіус вихрострумового перетворювача;  - кругова частота струму -7 збудження;  - питома електропровідність матеріалу контрольованого об'єкта; μ0=4π·10 Гн/м магнітна стала; h - зазор між вихрострумовим перетворювачем і поверхнею контрольованого об'єкта. Основним конструктивним параметром однотипних вихрострумових перетворювачів є еквівалентний радіус Re. На значення еквівалентного радіуса вихрострумового перетворювача Re впливають незначні відхилення діаметра феритового осердя, та розмірів обмоток і їх розташування на феритовому осерді, що мають місце при виготовленні [5]. Тому однотипні вихрострумові перетворювачі зазвичай у межах +1 % можуть відрізнятися узагальненим параметром βе. Через це, а також різне відносне значення зазору αе під час контролю область зміни сигналу відгуку вихрострумового перетворювача у комплексній площині внесеної напруги і відповідно - умови контролю дещо відрізняються. Це спричинює зменшення точності визначення питомої електропровідності за функціональною залежністю, побудованою для оригінального вихрострумового перетворювача, який охарактеризуємо еквівалентним радіусом R0 і узагальненим параметром β0 при заданій робочій частоті ω0. Щоб забезпечити задану точність контролю при заміні вихрострумового перетворювача та відмінності температурного режиму, за запропонованим способом шляхом корекції режиму контролю проводять калібрування пристрою контролю із використанням двох контрольних зразків. Для цього на першому кроці здійснюють корекцію робочої частоти ωе=ω0∆ω1; ∆ω1=var із використанням контрольного зразка з номінальним значенням σном питомої електропровідності матеріалу контрольованого об'єкта. Робочу частоту змінюють так, щоб значення узагальненого параметра βе вихрострумового перетворювача з еквівалентним радіусом Rе=R0∆R при питомій електропровідності σ=σном∆σ, що залежить від зміни температури, відповідно до ф.(1) привести до значення узагальненого параметра β0 оригінального вихрострумового перетворювача з еквівалентним радіусом β 0, а саме: e  (R0  R)  (0  1 )  (ном  )   0  0  R0  0  ном   0 . (2) Тоді при повторному вимірюванні визначена питома електропровідність має відповідати значенню питомої електропровідності контрольного зразка з номінальним значенням питомої електропровідності матеріалу контрольованого об'єкта. На другому кроці, щоб врахувати зміни під час контролю відносного значення зазору αе, із використанням контрольного зразка з мінімальним σmin (або максимальним) значенням питомої електропровідності матеріалу здійснюють корекцію заданого опорного значення амплітуди інформаційного сигналу Uon=U0∆U1 таким чином, щоб визначена при цьому питома електропровідність відповідала значенню питомої електропровідності матеріалу контрольного зразка з мінімальним (або максимальним) значенням питомої електропровідності матеріалу контрольованого об'єкта. На подальших кроках уточнюють корекцію робочої частоти i , i  2; 3 ... і опорного значення амплітуди інформаційного сигналу Ui так, щоб при повторних вимірюваннях похибка 2 UA 115259 C2 5 10 15 20 визначення питомої електропровідності на контрольних зразках не перевищувала заданої похибки контролю. Загалом за значенням величин корекції робочої частоти ∆ω i і опорного значення амплітуди інформаційного сигналу ∆Ui враховуючи те, що при цьому виконується умова e  0 . (3) за ф.(2) можна визначити зміну температурного режиму. Для спрощення обґрунтування визначення зміни температурного режиму представимо практично важливий випадок, коли використовується робочий вихрострумовий перетворювач з еквівалентним радіусом Re, з яким при попередньому контролі і відомому температурному режимі проведено калібрування (зокрема, це можуть бути умови виробничої лабораторії контролю). При цьому було встановлено опорне значення амплітуди інформаційного сигналу, за яким враховується зміна відносного значення зазору. Тоді, оскільки за умов проведення калібрування на контрольованому об'єкті може змінюватись тільки питома електропровідність контрольного зразка, що залежить від температури, то, враховуючи ф.(2) і ф.(3), на першому кроці калібрування в результаті корекції робочої частоти ∆ω1=var реалізується виконання наступного співвідношення: e (T )  R e  (e  1)  (ном  (T ))   0  e  R e  e  ном   0  0 . (4) З цього співвідношення можна одержати залежність зміни питомої електропровідності контрольного зразка від зміни температури, а саме: e (T) / e  (1  1 / e )  (1  (T) / ном )  1 ; (T ) / ном  (1  1 / e )1  1 . (5) 25 30 35 40 45 50 55 Зауважимо, що при виконанні процедури калібрування зазначеного вище робочого вихрострумового перетворювача на другому кроці визначена питома електропровідність відповідатиме питомій електропровідності контрольного зразка з мінімальним або максимальним значенням питомої електропровідності. При цьому задане опорне значення амплітуди інформаційного сигналу не потребує корекції. Таким чином, приймаючи до уваги викладене вище, за умови, що на другому кроці калібрування задане опорне значення амплітуди інформаційного сигналу не змінюють, тобто ∆U1=0, за визначеною на першому кроці калібрування зміною робочої частоти ∆ω1, визначають за ф.(5) зміну питомої електропровідності контрольного зразка. Далі за відомою для матеріалу контрольованого об'єкта температурною залежністю питомої електропровідності визначають величину зміни температурного режиму. На фіг. 1 зображено узагальнену функціональну блок схему пристрою контролю для реалізації запропонованого способу калібрування при вихрострумових вимірюваннях питомої електропровідності матеріалу із виключенням впливу зазору. На фіг. 2 у комплексній площині (Reuвн; Іmuвн) внесеної у вихрострумовий перетворювач напруги зображено фрагмент сім'ї годографів сигналу відгуку вихрострумового перетворювача при зміні узагальненого параметра β(σ), що є функцією від питомої електропровідності матеріалу, і відносного значення зазору α(h) та векторні перетворення сигналу щодо специфіки умов вимірювання інформаційного сигналу вихрострумового перетворювача при калібруванні пристрою контролю питомої електропровідності матеріалу. Узагальнена функціональна блок схема пристрою (фіг. 1) для реалізації запропонованого способу містить вихрострумовий перетворювач 1, що взаємодіє з контрольованим об'єктом 2, і збуджується струмом заданої робочої частоти від блока генератора сигналів 3. Сигнал відгуку з виходу вихрострумового перетворювача 1 надходить на вхід блока формування інформаційного сигналу 4, на який з блока генератора сигналів 3 подається сигнал компенсації та опорний сигнал. Інформаційний сигнал з блока 4 подається на модуль 5 керування, вимірювання характеристик інформаційного сигналу і визначення питомої електропровідності за заданою функціональною залежністю питомої електропровідності σ від вимірюваної характеристики інформаційного сигналу. Модуль 5 керує генератором сигналів 3 і формує службову інформацію та дані результатів контролю, для блока індикації 6. Спочатку доцільно розглянути особливості формування інформаційного сигналу та вимірювання тих його характеристик, на основі яких визначають питому електропровідність матеріалу контрольованого об'єкта при виключенні впливу зазору. Саме ці особливості дозволяють реалізувати калібрування пристрою контролю шляхом зазначеної вище корекції режиму контролю. Сигнал вихрострумового перетворювача 1, який отримують на контрольному зразку із номінальним значенням питомої електропровідності матеріалу об'єкта контрою при заданому максимальному значенні зазору і розглядають у комплексній площині (Reuвн; Іmuвн) внесеної 3 UA 115259 C2 5 10 15 напруги з початком координат у точці О1, компенсують до нуля у блоці 4 сигналом із блока генератора сигналів 3. В результаті під час вимірювань на контрольованому об'єкті 2 на виході блока 4 в новій системі координат (ReUінф, ImUінф) з початком у точці О2 формується інформаційний сигнал Uінф. Для вимірювання характеристик інформаційного сигналу модулем 5 в блоці генератора сигналів 3 задається початкова фаза θоn опорного сигналу вимірювачів ReUінф тa ImUінф, а також рівень опорного сигналу Uon. Для цього використовують сигнал вихрострумового перетворювача 1, встановленого на тому ж контрольному зразку із номінальним значенням питомої електропровідності матеріалу контрольованого об'єкта при мінімальному значенні зазору (вектор О2А на рис. 2), і фазовий кут θоn вектора О2А приймають за початкову фазу опорного сигналу (напрямок осі ReUінф), а довжину - за рівень опорного сигналу Uоn. Під час зміни зазору в процесі установлення вихрострумового перетворювача на контрольований об'єкт в модулі 5 вимірюються поточні значення амплітуди ModUінф і ортогональних компонент інформаційного сигналу ReUінф тa ImUінф. За вимірювану характеристику інформаційного сигналу приймається значення уявної компоненти інформаційного сигналу y   Im U , що зафіксоване у той момент, коли амплітуда інф інформаційного сигналу під час зміни зазору в інтервалі  var  max ...min в процесі установлення вихрострумового перетворювача на контрольований об'єкт становить задане опорне значення ModU  Uon . Наприклад, це вектор O2B із фазовим кутом ψ, уявна i0 інф 20 25 30 компонента якого відображена вектором O 2B на осі ImUінф. i Загалом годограф узагальненого параметра β(σ) за зазначеним відбором характеристики * інформаційного сигналу у проектується за лініями впливу зазору на дугу кола, радіус якого заданий значенням опорного рівня амплітуди інформаційного сигналу Uоn, і далі відображається відрізком на осі ImUінф, що позначений точками для крайніх значень узагальненого параметра β(σmin)=3,0 та β(σmax)=7,0. Зауважимо, що вибором Uоn регулюють довжину зазначеної проекції годографа β(σ) на осі ImUінф (рис. 2), тобто задається чутливість контролю. Для визначення питомої електропровідності матеріалу контрольних зразків в модулі 5 використовують задану виробником апаратури контролю функціональну залежність питомої * електропровідності σ від уявного значення у інформаційного сигналу [4]:   f0 (Im U ; qT ) , (6) інф де q - вектор коефіцієнтів функції, що зображена, зокрема, поліномом. Функціональну залежність (6) для оригінального вихрострумового перетворювача будують відомими методами наближення функцій за масивом i ; y  ; i  1,...,N , який формують за даними i калібрування апаратури з використанням комплекту із N=7(1)11 контрольних зразків питомої електропровідності матеріалу у заданому діапазоні її зміни на контрольованому об'єкті (σ min, …, σmах). Визначена за ф. (6) під час контролю питома електропровідність матеріалу контрольованого об'єкта не залежить від зазору, а сама функціональна залежність (6) як функція однієї змінної може бути побудована з високою точністю, щоб забезпечити задану малу похибку контролю. Розглянемо процедуру калібрування пристрою при заміні вихрострумового перетворювача, що характеризується деяким еквівалентним радіусом Re, та довільному температурному режимі безпосередньо в умовах вимірювань на контрольованому об'єкті. На першому кроці вихрострумовий перетворювач 1 встановлюють при мінімальному значенні зазору на контрольному зразку із заданим номінальним значенням σ ном питомої електропровідності матеріалу контрольованого об'єкта, при якому узагальнений параметр дорівнює, наприклад β(σном)=5,0 (фіг. 2). Оскільки вихрострумовий перетворювач відрізняється від оригінального і змінюється температурний режим, то визначена у модулі 5 за функціональною залежністю (6) питома електропровідність не дорівнюватиме номінальному значенню питомої електропровідності матеріалу контрольного зразка. Тому змінюють робочу частоту контролю ω0 в блоці генератора сигналів 3 на деяке значення 1 , так, щоб при повторному вимірюванні визначена у модулі 5 питома електропровідність дорівнювала номінальному значенню питомої електропровідності матеріалу контрольного зразка. Таким чином, на першому кроці виконується вимога за ф.(2), за якою узагальнений параметр βe вихрострумового перетворювача дорівнюватиме узагальненому параметру β e0 оригінального вихрострумового перетворювача.   35 40 45 50 55 4 UA 115259 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 На другому кроці встановлюють вихрострумовий перетворювач 1 на контрольний зразок із мінімальним σmin (або максимальним) значенням питомої електропровідності матеріалу із заданого інтервалу її зміни на контрольованому об'єкті і, якщо визначена за функціональною залежністю (6) питома електропровідність відрізняється від питомої електропровідності матеріалу контрольного зразка, то здійснюють корекцію на ±∆U опорного значення амплітуди інформаційного сигналу Uon=U0±∆U так, щоб при повторному вимірюванні визначена питома електропровідність відповідала значенню питомої електропровідності матеріалу контрольного зразка σmin. За корекцією на другому кроці опорного значення амплітуди інформаційного сигналу враховується зміна відносного значення зазору. Зауважимо, що зміна узагальненого параметра βe та відносного значення зазору αе нелінійно і взаємозалежно впливає на формування сигналу відгуку вихрострумового перетворювача. Тому процедуру калібрування за першим і другим кроком необхідно повторити. При цьому, оскільки еквівалентний радіус Re однотипних вихрострумових перетворювачів за умовами виготовлення змінюється мало (в межах ±1 %), то вже на другій або третій ітерації за результатом корекції може бути задоволено задану похибку вимірювання питомої електропровідності. На подальших кроках уточнюють значення робочої частоти i, i  2; 3... та опорної амплітуди інформаційного сигналу ∆Ui. Для цього відповідно до зазначеної процедури калібрування на першому та другому кроці проводять корекцію ∆ωі та ∆Ui таким чином, щоб на ітій ітерації похибки визначення питомої електропровідності матеріалу контрольних зразків з номінальним та мінімальним або максимальним значенням питомої електропровідності не перевищували заданого значення похибки контролю. Якщо на другому кроці калібрування визначена за функціональною залежністю (6) питома електропровідність відповідає питомій електропровідності матеріалу контрольного зразка із мінімальним (σmin значенням питомої електропровідності матеріалу, тобто ∆U1=0, то процедуру калібрування не продовжують, а за визначеною на першомукроці калібрування зміною робочої частоти ∆ω1 визначають за ф.(5) зміну питомої електропровідності матеріалу контрольного зразка, спричинену зміною температурного режиму. Далі за відомою для матеріалу контрольованого об'єкта температурною залежністю питомої електропровідності визначають температуру, за якою проведено контроль, що може бути відзначено у протоколі контролю. Як обґрунтовано вище, останнє означає, що при попередньому контролі було проведено калібрування пристрою. Зазвичай це також можуть бути умови контрольної лабораторії, з метою перевірки апаратури контролю перед виходом на об'єкт. Запропонований спосіб калібрування апаратури вихрострумового контролю питомої електропровідності матеріалу із виключенням впливу зазору забезпечує при замінах вихрострумового перетворювача та зміні температурного режиму, за яким проводять вимірювання на контрольованому об'єкті, шляхом корекції режиму контролю задану похибку визначення питомої електропровідності за функціональною залежністю питомої електропровідності від вимірюваної характеристики спеціально сформованого інформаційного сигналу, яку побудовано раніше виробником апаратури із використанням оригінального вихрострумового перетворювача. 1. Неразрушающий контроль и диагностика: Справ. / Под ред. В.В. Клюева. - М.: Машиностроение, 1995.-254 с. 2. А.с. 828062 СССР, МКИ G 01 N 27/90. Способ электромагнитного контроля и устройство для его осуществления / А.С. Бакунов, Е.Г. Беликов, Ю.Я. Останин (СССР). - № 2784589/25-28; Заявлено 22.06.79; Опубл. 07.05.81, Бюл. № 17.-3 с. 3. Патент UA 98206 С2, МПК G 01 N 27/90. Спосіб вимірювання електропровідності немагнітних матеріалів / В.М. Учанін (UA). Заявлено 30.08.2010; Опубл. 25.04.2012, Бюл. № 8. 4. Патент UA 104937 С2, МПК G01N 27/90, G01R 33/12. Спосіб вихрострумового вимірювання питомої електропровідності немагнітних матріалів із відлаштуванням від впливу зазору / А.Я. Тетерко, В.М. Учанін, В.І. Гутник, О.А. Тетерко (UA). Заявлено 27.08.2012. Опубл. 25.03.2014, Бюл. № 6. 5. Попов В.К., Кабышева А.А. Влияние ферритовых сердечников на электрические параметры вихретоковых накладных датчиков // Дефектоскопия.-1973. - № 4. - С.80-85. 5 UA 115259 C2 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 15 20 25 30 35 40 45 1. Спосіб калібрування при вихрострумових вимірюваннях питомої електропровідності матеріалу із виключенням впливу зазору, за яким вихрострумовим перетворювачем на заданій робочій частоті індукують в матеріалі контрольованого об'єкта вихрові струми; формують інформаційний сигнал, для чого встановлюють вихрострумовий перетворювач із заданим максимальним значенням зазору на поверхню зразка з номінальним значенням питомої електропровідності матеріалу контрольованого об'єкта і компенсують до нуля сигнал вихрострумового перетворювача, зменшують зазор до нуля і фазовий кут одержаного при цьому інформаційного сигналу приймають за початкову фазу опорного сигналу при вимірюваннях під час контролю; далі з використанням комплекту із N контрольних зразків питомої електропровідності матеріалу контрольованого об'єкта у заданому діапазоні її зміни проводять процедуру калібрування, за якою при зміні зазору в процесі встановлення вихрострумового перетворювача на поверхню контрольного зразка неперервно вимірюють поточні значення амплітуди, дійсної та уявної складових інформаційного сигналу і, коли амплітуда інформаційного сигналу становить задане опорне значення, а його дійсна складова є додатною, фіксують значення уявної складової інформаційного сигналу; за одержаними на N контрольних зразках даними будують функціональну залежність питомої електропровідності від зафіксованого значення уявної компоненти інформаційного сигналу, і за цією функціональною залежністю під час контролю визначають питому електропровідність матеріалу контрольованого об'єкта, який відрізняється тим, що перед проведенням контролю безпосередньо в умовах вимірювань на контрольованому об'єкті виконують процедуру калібрування, яка полягає у послідовній корекції робочої частоти та корекції опорного значення амплітуди інформаційного сигналу із використанням двох контрольних зразків із заданим номінальним і мінімальним або максимальним значенням питомої електропровідності матеріалу контрольованого об’єкта, для чого на першому кроці встановлюють вихрострумовий перетворювач на контрольний зразок із заданим номінальним значенням питомої електропровідності матеріалу ном , в процесі переміщення вихрострумового перетворювача фіксують зазначене значення уявної складової інформаційного сигналу, за зазначеною функціональною залежністю визначають питому електропровідність матеріалу контрольного зразка і, якщо визначена питома електропровідність відрізняється від заданого номінального значення питомої електропровідності матеріалу контрольного зразка, змінюють робочу частоту на  1 так, щоб при повторному вимірюванні визначена питома електропровідність відповідала заданому номінальному значенню питомої електропровідності матеріалу контрольного зразка, на другому кроці встановлюють вихрострумовий перетворювач на контрольний зразок із заданим мінімальним або максимальним значенням питомої електропровідності матеріалу, в процесі переміщення вихрострумового перетворювача фіксують зазначене значення уявної складової інформаційного сигналу, визначають за зазначеною функціональною залежністю питому електропровідність матеріалу контрольного зразка і, якщо визначена питома електропровідність відрізняється від заданого мінімального або максимального значення питомої електропровідності матеріалу контрольного зразка, змінюють на U1 опорне значення амплітуди інформаційного сигналу так, щоб при повторному вимірюванні визначена питома електропровідність відповідала заданому мінімальному або максимальному значенню питомої електропровідності матеріалу контрольного зразка, на подальших кроках уточнюють корекцію робочої частоти i , i  2; 3 та корекцію опорного значення амплітуди інформаційного сигналу Ui відповідно до зазначеної процедури калібрування на першому та другому кроці таким 50 55 чином, щоб на і-тій ітерації похибки визначення питомої електропровідності матеріалу контрольних зразків з номінальним та мінімальним або максимальним значенням питомої електропровідності не перевищували заданого значення похибки контролю. 2. Спосіб за п. 1, за яким за умови, що на другому кроці калібрування визначена питома електропровідність відповідає питомій електропровідності матеріалу контрольного зразка з мінімальним або максимальним значенням питомої електропровідності і відповідно задане опорне значення амплітуди інформаційного сигналу не потребує подальшої корекції, за встановленою на першому кроці калібрування зміною робочої частоти визначають зміну питомої електропровідності контрольного зразка, що залежить від температурного режиму контролю, із співвідношення 6 UA 115259 C2 (T ) / ном  (1  1 / e )1  1 , де ном - номінальне значення питомої електропровідності матеріалу; 1 - значення зміни робочої частоти; e - робоча частота, за якої побудовано функціональну залежність питомої електропровідності; 5 за яким, а також відомою для конструкційного матеріалу контрольованого об'єкта температурною залежністю питомої електропровідності визначають величину зміни температурного режиму, при якому проводять контроль. Комп’ютерна верстка О. Гергіль Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 7

Дивитися

Додаткова інформація

МПК / Мітки

МПК: G01R 33/12, G01N 27/90

Мітки: матеріалу, впливу, калібрування, вихрострумових, вимірюваннях, зазору, виключенням, електропровідності, питомої, спосіб

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/9-115259-sposib-kalibruvannya-pri-vikhrostrumovikh-vimiryuvannyakh-pitomo-elektroprovidnosti-materialu-iz-viklyuchennyam-vplivu-zazoru.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб калібрування при вихрострумових вимірюваннях питомої електропровідності матеріалу із виключенням впливу зазору</a>

Подібні патенти