CZ297790B6 - Circuitry and arrangement of electrodes for measuring thickness of wall made of electrically conducting material - Google Patents
Circuitry and arrangement of electrodes for measuring thickness of wall made of electrically conducting material Download PDFInfo
- Publication number
- CZ297790B6 CZ297790B6 CZ20003725A CZ20003725A CZ297790B6 CZ 297790 B6 CZ297790 B6 CZ 297790B6 CZ 20003725 A CZ20003725 A CZ 20003725A CZ 20003725 A CZ20003725 A CZ 20003725A CZ 297790 B6 CZ297790 B6 CZ 297790B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- pole
- contact
- switch
- electrode
- electrodes
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
Description
Zapojení a uspořádání elektrod pro měření tloušťky stěny z vodivého materiáluWiring and arrangement of electrodes for measuring wall thickness of conductive material
Oblast technikyTechnical field
Vynález se týká zapojení a uspořádání elektrod pro měření tloušťky stěny z vodivého materiálu, jako jsou kovová potrubí, nádoby a pod., u něhož se řeší kompenzace materiálových a teplotních vlivů a v daném uspořádání se využívá vlastností elektrického potenciálového pole, které je vyvoláno protékajícím elektrickým proudem ve sledované oblasti, pro měření tloušťky stěny konstrukce z vodivého materiálu.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to the connection and arrangement of electrodes for measuring the wall thickness of conductive material, such as metal pipes, vessels, and the like, in which compensation of material and temperature influences is utilized and utilizes the electric potential field current in the monitored area, for measuring the wall thickness of the structure made of conductive material.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Při dostatečně velké vzdálenosti mezi napájecími elektrodami je velikost spádu elektrického potenciálu na měřicích elektrodách umístěných mezi napájecími elektrodami nepřímo úměrný měřené tloušťce. Závislost spádu napětí na tloušťce vodiče je všeobecně známa (Ohmův zákon), ale tato skutečnost se pro měření tloušťky v praxi nevyužívá vzhledem k velmi rozdílných hodnotám měrného odporu u různých materiálů a také vzhledem jejich značné teplotní závislosti. K měření tloušťky se proto využívá jiných fyzikálních principů např. ultrazvuková metoda, která však neumožňuje měření při velmi vysokých teplotách, a také není vhodná pro dlouhodobé kontinuální měření.With a sufficiently large distance between the electrodes, the magnitude of the electrical potential drop across the measuring electrodes located between the electrodes is inversely proportional to the thickness measured. The dependence of the voltage drop on the conductor thickness is well known (Ohm's law), but this is not used in practice for the thickness measurement due to the very different resistivity values of the different materials and their considerable temperature dependence. Therefore, other physical principles are used to measure thickness, such as the ultrasonic method, which, however, does not allow measurements at very high temperatures and is also not suitable for long-term continuous measurements.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Uvedené nevýhody jsou odstraněny zapojením a uspořádáním elektrod pro měření tloušťky stěny z vodivého materiálu potenciálovou metodou, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že první výstup zdroje proudu je přes kontakt prvního pólu čtyřpólového přepínače připojen na první napájecí elektrodu čtveřice měřicích elektrod a druhý výstup zdroje je přes přepínací kontakt druhého pólu přepínače přiveden na druhou napájecí měřicí elektrodu. Zároveň první vstup voltmetru je přes kontakt třetího pólu přepínače přiveden na první snímací měřicí elektrodu a druhý vstup voltmetru je přiveden přes kontakt čtvrtého pólu přepínače na druhou snímací měřicí elektrodu. Kontakt prvního pólu přepínače je spojen s první napájecí elektrodou referenční čtveřice elektrod a kontakt druhého pólu přepínače je spojen s druhou napájecí referenční elektrodou a dále je kontakt třetího pólu přepínače spojen s první snímací referenční elektrodou a kontakt čtvrtého pólu přepínače je spojen s druhou snímací referenční elektrodou.These disadvantages are overcome by the connection and arrangement of the electrodes for measuring the wall thickness of the conductive material by the potential method according to the invention, characterized in that the first output of the power source is connected to the first supply electrode of the four measuring electrodes via the first contact of the quadrupole; The power supply electrode is connected to the second supply electrode via the changeover contact of the second pole of the switch. At the same time, the first voltmeter input is applied to the first sensing metering electrode via the third pole contact of the switch and the second voltmeter input is applied to the second sensing metering electrode via the fourth pole contact of the switch. The switch first pole contact is coupled to the first reference electrode reference electrode and the second switch pole contact is coupled to the second reference reference electrode, and the third pole switch contact is coupled to the first scanning reference electrode and the fourth pole contact is coupled to the second scanning reference electrode .
Pro eliminaci výše uvedených nevýhod vynález využívá další čtveřice referenčních elektrod, kde napájecí elektrody jsou umístěny dostatečně blízko u sebe tak, že napětí na referenčních snímacích elektrodách prakticky na měřené tloušťce nezávisí. Toto napětí je však úměrné měrnému odporu materiálu, který zároveň vykazuje teplotní závislost. Porovnáním naměřených napětí na snímacích měřicích a referenčních elektrodách můžeme vyhodnotit parametr, který nezávisí na materiálových vlastnostech ani na teplotě materiálu, ale pouze na jeho tloušťce.To eliminate the above disadvantages, the invention utilizes four additional reference electrodes, wherein the supply electrodes are positioned close enough together so that the voltage on the reference sensing electrodes practically does not depend on the measured thickness. However, this stress is proportional to the resistivity of the material, which also exhibits temperature dependence. By comparing the measured voltages on the sensing measuring and reference electrodes, we can evaluate a parameter that does not depend on the material properties or the temperature of the material, but only on its thickness.
Přehled obrázku na výkresuOverview of the figure in the drawing
Vynález je podrobně osvětlen pomocí výkresu, kde na obrázku je znázorněno zapojení mezi jednotlivými elementy a elektrodami, kde na obrázku je vymezeno rozložení jednotlivých elektrod.The invention is illustrated in detail by means of a drawing, in which the connection between the individual elements and the electrodes is illustrated, in which the distribution of the individual electrodes is defined.
Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Zapojení a uspořádání elektrod pro měření tloušťky z vodivého materiálu v příkladném provedení podle vynálezu sestává ze zdroje proudu 1, jehož první výstup je přes kontakt 4 prvního pólu čtyřpólového přepínače 3 připojen na první napájecí elektrodu 12 čtveřice měřicích elektrod a druhý výstup zdroje 1 je přes přepínací kontakt 6 druhého pólu přepínače 3 přiveden na druhou napájecí měřicí elektrodu 19. První vstup voltmetru 2 je přes kontakt 8 třetího pólu přepínače 3 přiveden na první snímací měřicí elektrodu 13 a druhý vstup voltmetru 2 je přiveden přes kontakt 10 čtvrtého pólu přepínače 3 na druhou snímací měřicí elektrodu 18. Zároveň je kontakt 5 prvního pólu přepínače spojen s první napájecí elektrodou 14 referenční čtveřice elektrod a kontakt 7 druhého pólu přepínače 3 je spojen s druhou napájecí referenční elektrodou 17. Dále je kontakt 9 třetího pólu přepínače spojen s první snímací referenční elektrodou 15 a kontakt 11 čtvrtého pólu přepínače 3 je spojen s druhou snímací referenční elektrodou 16.The wiring and arrangement of the electrodes for measuring the thickness of the conductive material in the exemplary embodiment according to the invention consists of a current source 1, the first output of which is connected via the contact 4 of the first pole of the four-pole switch. contact 6 of the second pole of the switch 3 is applied to the second power supply electrode 19. The first input of the voltmeter 2 is applied to the first sensing electrode 13 via the third pole contact 8 of the switch 3 and the second input of the voltmeter 2 at the same time, the first pole contact 5 of the switch is coupled to the first electrode reference electrode 14 and the second pole contact 7 of the switch 3 is coupled to the second electrode reference electrode 17. Further, the third pole contact 9 is and the fourth pole contact 11 of the switch 3 is connected to the second scanning reference electrode 16.
Při dostatečně velké vzdálenosti napájecích měřicích elektrod 12 a 19, kdy d4>2t a kdy zároveň vzdálenost mezi elektrodami 12 a 13 resp. 18 a 19 vyhovuje podmínce ml>t resp. m2>t, má elektrické pole rovinný charakter a napětí U(M) na měřicích elektrodách je nepřímo úměrné tloušťce t materiálu v daném místě:With a sufficiently large distance between the supplying electrodes 12 and 19, when d4 > 2t and at the same time the distance between the electrodes 12 and 13 respectively. 18 and 19 satisfy the condition ml > m2> t, the electric field has a planar character and the voltage U (M) on the measuring electrodes is inversely proportional to the material thickness t at the given location:
K t =-------U(M)K t = ------- U (M)
V uvedeném vztahuje však konstanta K závislá na měrném odporu materiálu včetně jeho teplotní závislosti. Pro eliminaci těchto vlivů vynález využívá vlastností elektrického potenciálového pole v okolí referenčních elektrod, kdy vzdálenost napájecích referenčních elektrod 14 a 17 je d2<2t. Toto pole má již spíše prostorový charakter a napěťový spád U(R) mezi snímacími referenčními elektrodami 15 a 16, jejichž vzdálenost od napájecích elektrod vyhovuje podmínce rl<0.5d2 a podmínce r2<0.5d2, již není prakticky závislá na měřené tloušťce:However, constant K depends on the resistivity of the material, including its temperature dependence. To eliminate these effects, the invention utilizes the electric potential field properties around the reference electrodes, where the spacing of the power reference electrodes 14 and 17 is d2 < 2t. This field is rather spatial in nature and the voltage drop U (R) between the sensing reference electrodes 15 and 16, whose distance from the supply electrodes satisfies condition r1 <0.5d2 and condition r2 <0.5d2, is practically no longer dependent on the measured thickness:
U(Rj~konst.U (Rj ~ const.
Toto napětí je však přímo úměrné měrnému odporu materiálu ve sledované oblasti včetně jeho teplotní závislosti. Vyhodnotíme-li parametrů podle následujícího vztahu:However, this stress is directly proportional to the specific resistance of the material in the monitored area, including its temperature dependence. If we evaluate the parameters according to the following relation:
U(M) A =---------,U (M) A = ---------,
U(R) získáme veličinu, která je nepřímo úměrná tloušťce t a není závislá na elektrických vlastnostech měřeného materiálu včetně teplotní závislosti:U (R) we obtain a quantity that is inversely proportional to the thickness t and is not dependent on the electrical properties of the measured material, including temperature dependence:
X/ t =------+ K2.X / t = ------ + K 2 .
AAND
Konstanty K: a K2 závisí na konkrétním rozmístění elektrod a hodnotách vzdálenosti d, d2, ml, m2, rl, r2. Pro konkrétní uspořádání elektrod se hodnoty konstant X/ a K2 dají stanovit kalibrací, která zůstává platná i při měření tlouštěk jiných materiálů.The constants K : and K 2 depend on the specific electrode placement and distance values d, d2, ml, m2, r1, r2. For a particular electrode arrangement, the values of the constants X / and K 2 can be determined by calibration, which remains valid when measuring the thickness of other materials.
-2CZ 297790 B6-2GB 297790 B6
Průmyslová využitelnostIndustrial applicability
Navržené zapojení umožňuje dlouhodobé, kontinuální sledování změn tloušťky stěny v provozních podmínkách i na nepřístupných místech, která mohou být vystavena i působení velmi vysokých teplot (až 600 °C). Zlepšuje i stabilitu a reprodukovatelnost dlouhodobých měření více než lOx. Zapojení je zvláště vhodné pro sledování korozivních úbytků materiálu potrubí, nádob a pod.The proposed connection allows long-term, continuous monitoring of wall thickness changes in operating conditions and in inaccessible places, which can be exposed to very high temperatures (up to 600 ° C). It also improves the stability and reproducibility of long-term measurements of more than 10x. The wiring is particularly suitable for monitoring corrosive material losses in pipes, containers and the like.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ20003725A CZ297790B6 (en) | 2000-10-09 | 2000-10-09 | Circuitry and arrangement of electrodes for measuring thickness of wall made of electrically conducting material |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ20003725A CZ297790B6 (en) | 2000-10-09 | 2000-10-09 | Circuitry and arrangement of electrodes for measuring thickness of wall made of electrically conducting material |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ20003725A3 CZ20003725A3 (en) | 2002-05-15 |
CZ297790B6 true CZ297790B6 (en) | 2007-03-28 |
Family
ID=5472190
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ20003725A CZ297790B6 (en) | 2000-10-09 | 2000-10-09 | Circuitry and arrangement of electrodes for measuring thickness of wall made of electrically conducting material |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ297790B6 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1186513A (en) * | 1966-05-13 | 1970-04-02 | Agfa Gevaert Nv | Method for Measuring the Resistance of Electrically Conductive Materials |
JPS6370102A (en) * | 1986-09-10 | 1988-03-30 | Mitsubishi Petrochem Co Ltd | Method for measuring thickness of conductor in non-destructive manner |
CS268701B1 (en) * | 1985-01-22 | 1990-04-11 | Petr Ing Simunek | Contactless measurement for measuring thickness of steel band and device therefor |
DE19707788A1 (en) * | 1996-12-24 | 1998-07-02 | I M E S Ges Fuer Innovative Me | Method for monitoring and control of thickness of structural wall |
-
2000
- 2000-10-09 CZ CZ20003725A patent/CZ297790B6/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1186513A (en) * | 1966-05-13 | 1970-04-02 | Agfa Gevaert Nv | Method for Measuring the Resistance of Electrically Conductive Materials |
CS268701B1 (en) * | 1985-01-22 | 1990-04-11 | Petr Ing Simunek | Contactless measurement for measuring thickness of steel band and device therefor |
JPS6370102A (en) * | 1986-09-10 | 1988-03-30 | Mitsubishi Petrochem Co Ltd | Method for measuring thickness of conductor in non-destructive manner |
DE19707788A1 (en) * | 1996-12-24 | 1998-07-02 | I M E S Ges Fuer Innovative Me | Method for monitoring and control of thickness of structural wall |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CZ20003725A3 (en) | 2002-05-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5749521A (en) | Moisture sensing electronic irrigation control | |
US5824494A (en) | Method for enumerating bacterial populations | |
US10151779B2 (en) | Measuring resistor and corresponding measuring method | |
JP2004528552A5 (en) | ||
US20070193887A1 (en) | Planar multi-electrode array sensor for localized electrochemical corrosion detection | |
WO2004004662A3 (en) | Compositions and methods for the diagnosis and treatment of tumor | |
US10132841B2 (en) | Clamp meter | |
US20120112728A1 (en) | Reduced parts count isolated ac current switching and sensing | |
EP0125116A2 (en) | Method and instrument for measuring moisture | |
US9279833B2 (en) | Online alternating current detection device and method | |
US7336063B1 (en) | Voltage detector | |
KR100974650B1 (en) | Resistance Measuring Apparatus and Method | |
CZ297790B6 (en) | Circuitry and arrangement of electrodes for measuring thickness of wall made of electrically conducting material | |
Galliana et al. | Metrological management of the high dc resistance scale at INRIM | |
KR101590531B1 (en) | pH measuring device | |
JP2008232737A (en) | Electric leakage detection method and digital tester used in the same method | |
Moron et al. | The possibility of employing a calculable four-electrode conductance cell to substitute for the secondary standards of electrolytic conductivity | |
US4603980A (en) | Methods of measuring temperature and electrical resistivity in a molten glass stream | |
JPH01197629A (en) | Corrosion monitor element, corrosion monitor card, and corrosion environment quantifying method | |
US3102979A (en) | Apparatus for measuring corrosion having probe with cathodically-protected, temperature compensating element | |
CN113791028A (en) | Detection device and method for directly detecting soil corrosion rate of metal material | |
CN113820544A (en) | Earth impedance measuring circuit and earth impedance measuring method | |
US4871972A (en) | Apparatus for detecting faulty power line insulator | |
US6084414A (en) | Testing for leakage currents in planar lambda probes | |
US6784012B2 (en) | Method for measuring temperature in a wide range using a tunnel junction |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20081009 |