RU155814U1 - Дефектоскоп - Google Patents

Abstract

Дефектоскоп, содержащий источник питания, выходы которого соединены с силовыми входами измерителя емкости с индикатором, измерительные входы измерителя емкости электрически соединены с электродами, которые выполнены полыми и заполнены металлическим порошком, внутренние стенки электродов изготовлены из эластичного материала, а наружные стенки выполнены из электропроводящего материала, отличающийся тем, что к верхним и нижним краям электродов жестоко прикреплены пластины, выполненные из диэлектрического материала, к которым прикреплены дополнительные пластины из электропроводящего материала.

Description

Полезная модель относится к электротехнике, а более конкретно к дефектоскопам, с помощью которых определяется степень ржавости железной арматуры железобетонных опор контактной сети электрических железных дорог.

Известен дефектоскоп (RU №26850, G01N 23/18, 20.12.2002), который состоит из электронного блока с индикатором, электрически соединенным с источником питания. Электронный блок представляет собой измеритель емкости, выводы которого электрически соединены с электродами из электропроводящего материала. Работа дефектоскопа основана на различии в величинах диэлектрических проницаемостей «чистого» и ржавого железа. Измерив емкость участка опоры между электродами, содержащего железную арматуру, можно определить степень ржавости железной арматуры.

Из-за искажений электростатического поля на краях электродов данный дефектоскоп характеризуется нелинейной измерительной характеристикой, т.е. невысокой точностью измерений.

Известен дефектоскоп, выбранный в качестве прототипа (RU 49268, G01N 23/18, 10.11.2005), содержит источник питания, выходы которого соединены с силовыми входами измерителя емкости с индикатором, измерительные входы измерителя электрически соединены с электродами. Электроды выполнены полыми и заполнены металлическим порошком, внутренние стенки электродов изготовлены из эластичного материала, а наружные стенки выполнены из электропроводящего материала.

Основной недостаток прототипа заключается в искажении электростатического поля на краях электродов. Данный дефектоскоп характеризуется невысокой точностью измерения степени ржавости железной арматуры опоры из-за нелинейной измерительной характеристики дефектоскопа.

Перед авторами стояла задача повышения точности измерения степени ржавости железной арматуры опоры за счет повышения степени равномерности электростатического поля под электродами из-за добавления дополнительных пластин из электропроводящего материала. В этом случае «искривление» линий электростатического поля происходит не на краях электродов, а на краях дополнительных пластин.

Технический результат достигается тем, что в дефектоскопе, содержащем источник питания, выходы которого соединены с силовыми входами измерителя емкости с индикатором, измерительные входы измерителя емкости электрически соединены с электродами, которые выполнены полыми и заполнены металлическим порошком, внутренние стенки электродов изготовлены из эластичного материала, а наружные стенки выполнены из электропроводящего материала, к верхним и нижним краям электродов жестоко прикреплены пластины, выполненные из диэлектрического материала, к которым прикреплены дополнительные пластины из электропроводящего материала.

Предлагаемое устройство показано на фиг. 1, на фиг. 2 показана картина электростатического поля при отсутствии дополнительных пластин, а на фиг. 3 - картина электростатического поля при наличии дополнительных пластин.

Силовые входы (фиг. 1) измерителя емкости 2, например, TESLA ВМ 591, с индикатором 3, подключены к выходам источника питания 4. Измерительные входы 1 измерителя емкости 2 присоединяются с помощью проводов к электродам 5. Электроды 5, выполненные полыми, причем, верхние и нижние края 6 и внутренняя стенка 7, которой электрод 5 прижимается к участку опоры 8, изготовлены из эластичного материала, например из резины, наружная стенка 9 электрода 5 выполнена из электропроводящего материала, например из алюминия или меди. Электроды 5 заполнены металлическим порошком 10, например, алюминиевым, железным или медным. К верхним и нижним краям 6 электродов 5 жестко прикреплены пластины 11, выполненные из диэлектрика, например, фторопласта, фторопласта-4 или гетинакса, к которым жестко прикреплены дополнительные пластины 12 из электропроводящего материала, например, меди или алюминия. Участок опоры 8 содержит диагностируемую железную арматуру 13. Позицией 14 обозначена силовая линия электростатического поля (фиг. 2, фиг. 3).

Работа устройства происходит следующим образом. Обкладки, состоящие из электрода 5 (фиг. 1), пластин 11 и дополнительных пластин 12, прижимаются к участку опоры 8, который содержит железную арматуру 13. Верхние и нижние края 6 и внутренняя стенка 7 электродов 5 деформируются в соответствии с рельефом поверхности участка опоры 8 и металлический порошок 10 заполняет пустоты поверхности опоры 8. Наличие дополнительных пластин 12 приводит к тому, что силовые линии электростатического поля 14 (фиг. 3) под рабочей поверхностью электродов 5, имеют более линейный характер, чем в случае отсутствия дополнительных пластин (фиг. 2), так как «искривление» линий электростатического поля происходит не на краях электродов 5, а на краях дополнительных пластин 12 (фиг. 3). Затем источник питания 4 (фиг. 1) запитывает измеритель емкости 2. В результате этой операции в цепи, состоящей из последовательно соединенных измерительных входов 1 измерителя емкости 2, электродов 5, участка опоры 8, содержащим железную арматуру 13, начинает протекать ток (i), под действием которого измеритель емкости 2 измеряет емкость (C) участка опоры 8 между электродами 5.

Согласно формуле

, где ε - относительная проницаемость участка опоры 8, ε₀ - электрическая постоянная, S - площадь электрода 5, d - расстояние между электродами 5. Данная емкость зависит от диэлектрической проницаемости εε₀ участка опоры 8 между электродами 5. Если относительная проницаемость “чистого железа” составляет ~10, то относительная проницаемость ржавого железа ~3. Таким образом, в зависимости от состояния железной арматуры 13 на индикаторе 3, который может быть выполнен в виде шкалы измерителя емкости 2 появится показание величины емкости, которая зависит от электрической проницаемости. Индикатор 3 (шкала) может быть проградуирован в степени ржавости железной арматуры. Градуировка осуществляется с использованием образцов, содержащих арматуру с известной степенью ржавости.

Как можно заметить, использование дополнительных пластин 12 приводит к тому, что силовые линии электростатического поля под рабочей поверхностью электродов 5, имеют линейный характер, так как «искривление» линий электростатического поля происходит не на краях электродов 5, а на краях дополнительных пластин 12. Сказанное приводит к более линейной характеристике дефектоскопа, и как следствие, к повышению точности измерения степени ржавости железной арматуры опоры за счет повышения степени равномерности электростатического поля под электродами.

Claims (1)

1. Дефектоскоп, содержащий источник питания, выходы которого соединены с силовыми входами измерителя емкости с индикатором, измерительные входы измерителя емкости электрически соединены с электродами, которые выполнены полыми и заполнены металлическим порошком, внутренние стенки электродов изготовлены из эластичного материала, а наружные стенки выполнены из электропроводящего материала, отличающийся тем, что к верхним и нижним краям электродов жестоко прикреплены пластины, выполненные из диэлектрического материала, к которым прикреплены дополнительные пластины из электропроводящего материала.

   

Images