RU1770839C

RU1770839C - High-frequency corrosimeter

Info

Publication number: RU1770839C
Application number: SU904869271A
Authority: RU
Inventors: Юрий Васильевич Демин; Марк Шмулевич Микитинский
Original assignee: Сибирский научно-исследовательский институт энергетики
Priority date: 1990-07-25
Filing date: 1990-07-25
Publication date: 1992-10-23

Abstract

Изобретение относитс к испытательной технике и может быть использовано дл исследовани коррозионных процессов в подземных конструкци х линий энергопередач . Цель изобретени - обеспечение исследовани объекта из ферромагнитного материала и в электропроводной среде. Высокочастотный коррозиметр содержит источник 1 сигнала, соединенный с указателем равновеси 5 мостовой схемы и ее датчиками 6 и 7. Датчики 6 и 7 выполнены в виде изолированной среды обмотки, предназначенной дл охвата исследуемого объекта . 1 ил.The invention relates to test equipment and can be used to study corrosion processes in underground power transmission line structures. The purpose of the invention is to provide an investigation of an object made of ferromagnetic material and in an electrically conductive medium. A high-frequency corrosion meter contains a signal source 1 connected to an equilibrium indicator 5 of the bridge circuit and its sensors 6 and 7. Sensors 6 and 7 are made in the form of an isolated winding medium designed to cover the object under study. 1 ill.

Description

JvJv

&&

00

ҐелGel

СWITH

v| Ч Оv | H about

САCA

Изобретение относитс к испытательной технике и может быть использовано дл исследовани коррозионных процессов в подземных конструкци х линий электропередачи .The invention relates to test equipment and can be used to study corrosion processes in underground power line structures.

Известны Коррозиометрический преобразователь дл исследовани коррозии токопровод щих материалов на переменном токе, функционирующий в жидких и газообразных неэлектропроводных средах, и методы электромагнитного контрол трубопроводов вихретоковыми преобразовател ми .Known are a Corrosionometric transducer for investigating the corrosion of conductive materials under alternating current, operating in liquid and gaseous non-conductive media, and methods for electromagnetic control of pipelines by eddy current transducers.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению вл етс высокочастотный коррозиметр, который содержит источник сигнала высокой частоты, мостовую схему с эталонным и измерительным датчиками и ключевым элементом в диагонали и регистратор. Здесь используетс вление поверхностного эффекта, когда в исследовании коррозии участвует скинс- лой, лежащий вблизи поверхности, подвергающейс коррозионному разрушению. Дл снижени уровн помех мостова схема выполнена Т-образной, а концы датчиков заземлены.Closest to the proposed technical solution is a high-frequency corrosion meter, which contains a high-frequency signal source, a bridge circuit with a reference and measuring sensors and a key element in the diagonal and a recorder. Here, a surface effect phenomenon is used when a skin is involved in a corrosion study lying near a surface subject to corrosion failure. To reduce the noise level of the bridge, the circuit is T-shaped and the ends of the sensors are grounded.

Недостатком прототипа вл етс то, что датчики коррозии, включаемые в мостовую схему, сами подвергаютс коррозии, т.е. должны находитьс в контакте с агрессивной средой, котора в случае, например, земли может быть электропроводной.The disadvantage of the prototype is that the corrosion sensors included in the bridge circuit themselves corrode, i.e. must be in contact with aggressive media, which in the case of, for example, earth can be electrically conductive.

Целью изобретени вл етс обеспечение использовани объекта из ферромагнитного материала и в электропроводной среде, Дл решени этой задачи датчики выполн ютс в виде обмоток, нанесенных на исследуемых обьект (изделие из ферромагнитного материала, подвергающегос коррозии) дл создании внутри указанного объекта высокочастотного магнитного пол , а обмотки датчиков изолированы во избежание электрического контакта элементов измерительной схемы с электропроводной средой.The aim of the invention is to ensure the use of an object made of ferromagnetic material and in an electrically conductive medium. To solve this problem, the sensors are made in the form of windings deposited on the test object (a product made of ferromagnetic material subject to corrosion) to create a high-frequency magnetic field inside the specified object, and the windings The sensors are insulated to prevent electrical contact between the elements of the measuring circuit and the conductive medium.

В устройстве-прототипе датчики представл ют собой электрические зонды дл определени коррозионной активности газообразной или жидкой среды и не позвол ют возбудить необходимое магнитное поле. Сами же датчики, подверга сь коррозии в нейтральной внешней среде, электрически от нее изолированы.In the prototype device, the sensors are electrical probes for detecting the corrosive activity of a gaseous or liquid medium and do not allow the necessary magnetic field to be excited. The sensors themselves, corroded in a neutral external environment, are electrically isolated from it.

Работа коррозиметра основана на следующем физическом принципе. Электрический ток высокой частоты, проход по обмотке датчика, создает в исследуемом объекте магнитное поле, возбуждающее 8 ферромагнитном материале вихревые токи.The operation of the corrosion meter is based on the following physical principle. A high-frequency electric current, passing through the sensor winding, creates a magnetic field in the object under study, exciting eddy currents of 8 ferromagnetic materials.

Повышенное сопротивление коррозионного поверхностного сло , имеющего рыхлую структуру, не позвол ет циркулировать в этом слое вихревым токам, которые сосредоточены в тонком слое металла, примыкающего к поверхности, Потер мощности, обусловленна вихревыми токами, приводит к возрастанию активного сопротивлени датчика. При коррозионномThe increased resistance of a corrosive surface layer having a loose structure does not allow eddy currents that are concentrated in a thin layer of metal adjacent to the surface to circulate in this layer. Power loss due to eddy currents leads to an increase in the active resistance of the sensor. In case of corrosion

разрушении поверхности исследуемого объекта объем сло металла, в котором локализованы вихревые токи, уменьшаетс , а вследствие уменьшени потерь мощности, уменьшаетс и активное сопротивлениеdestruction of the surface of the object under study, the volume of the metal layer in which eddy currents are localized is reduced, and due to the reduction of power losses, the active resistance is also reduced

датчика коррозии. Например, активное сопротивление датчика, имеющего обмотку из 7 витков, при эксперименте, проведенном на частоте 1 МГц, уменьшилось с 1,23 до 1,09 Ом при уменьшении диаметра сечени corrosion sensor. For example, the resistance of a sensor having a winding of 7 turns, in an experiment conducted at a frequency of 1 MHz, decreased from 1.23 to 1.09 Ohms with a decrease in cross-sectional diameter

образца с 50 мм до 35-45 мм. При этом собственное активное сопротивление датчика без исследуемых объектов составл ло 0,35 Ом. При нанесении -обмотки на исследуемый объект достигнута достаточно высока воспроизводимость результатов измерений, например: 3,95; 3,98; 4,08 Ом дл разных объектов одного сечени (диаметр 30 мм). Активное сопротивление того же датчика при диаметре сечени 36 ммsample from 50 mm to 35-45 mm. In this case, the intrinsic active resistance of the sensor without the studied objects was 0.35 Ohm. When applying -winding to the object under study, a sufficiently high reproducibility of the measurement results was achieved, for example: 3.95; 3.98; 4.08 ohms for different objects of the same cross section (diameter 30 mm). Active resistance of the same sensor with a cross-sectional diameter of 36 mm

составило существенно большую взпичи- ну-5,00 Ом.Т1огрешность измерени активного сопротивлени во всех случа х не превышала 0,01 Ом.amounted to a significantly larger peak of 5.00 Ohms. The T1 error in measuring the active resistance in all cases did not exceed 0.01 Ohms.

На чертеже изображен пример выполнени Т-образной мостовой схемы.The drawing shows an example embodiment of a T-shaped bridge circuit.

Здесь 1 - источник сигнала, 2, 3 - регулируемые конденсаторы; 4 - регулируемый резистор; 5 - указатель равновеси мостовой схемы; 6, 7 - датчики коррозии (эталонный и измерительный), 8 - ключевой элемент.Here 1 is the signal source, 2, 3 are adjustable capacitors; 4 - adjustable resistor; 5 - equilibrium index of the bridge circuit; 6, 7 - corrosion sensors (reference and measuring), 8 - a key element.

Емкость С конденсаторов 2, 3 подбираетс так, чтобы выполн лось соотношение L 1/2-оЯс.The capacitance C of the capacitors 2, 3 is selected so that the ratio L 1/2-oC is satisfied.

где L - индуктивность датчика, кругова частота измерени . Работа коррозиметра осуществл етс следующим образом. Настройка мостовой схемы по активной составл ющей производитс резистором 4 доwhere L is the inductance of the sensor, the circular measurement frequency. The operation of the corrosion meter is as follows. The adjustment of the bridge circuit according to the active component is performed by the resistor 4 to

получени нулевого сигнала указател равновеси 5. Активное сопротивление гэ эталонного датчика коррозии равноreceiving a zero signal of the equilibrium indicator 5. The active resistance of the ge reference corrosion sensor is

гэ 1/4 Нэ где Ra - сопротивление резистора 4.ge 1/4 Ne where Ra is the resistance of the resistor 4.

После отсчета активного сопротивлени эталонного датчика ключевым элементом 8 в мостовую схему включаетс измерительный датчик, что приводит к расстройке баланса мостовой схемы и по влению сигналаAfter counting the active resistance of the reference sensor with the key element 8, a measuring sensor is included in the bridge circuit, which leads to a mismatch in the balance of the bridge circuit and the appearance of a signal

на указателе равновеси 5. Путем регулировки резистора 4 до нулевого сигнала указател равновеси измер етс активное сопротивление Ги измерительного датчикаon the equilibrium indicator 5. By adjusting the resistor 4 to the zero signal of the equilibrium indicator, the resistance Gi of the measuring sensor is measured

rn 1/4-RMrn 1/4-RM

где RH - сопротивление резистора 4.where RH is the resistance of resistor 4.

Активное сопротивление, измер емое Т-образным мостом, зависит от частоты измерительного тока, геометрических и электрических параметров датчика, а также его расположени на исследуемом объекте. При использовании эталонного и измерительного датчиков их характеристики должны быть одинаковы, а электромагнитные свойства исследуемых объектов нормального и уменьшенного сечени должны быть наиболее близкими. Поскольку на практике это трудно осуществимо, контроль степени коррозии по уменьшению активного сопротив- лени датчика эффективен при использовании одного и того же датчика, расположенного на исследуемом объекте в течение всего времени наблюдени .The active resistance measured by the T-shaped bridge depends on the frequency of the measuring current, the geometric and electrical parameters of the sensor, as well as its location on the object under study. When using the reference and measuring sensors, their characteristics should be the same, and the electromagnetic properties of the studied objects of normal and reduced cross-section should be the closest. Since this is difficult to implement in practice, monitoring the degree of corrosion by reducing the resistance of the sensor is effective when using the same sensor located on the test object during the entire observation time.

Один из вариантов коррозиметра, когда объект из ферромагнитного материала под- вергаетс коррозии в электропроводнойOne of the options for a corrosion meter when an object of ferromagnetic material is corroded in an electrically conductive

среде, а изолированный датчик нанесен на исследуемый объект, но расположен вне коррозионной среды,- испытан на анкерных болтах отт жек опор линии электропередачи . Датчик коррозии представл ет обмотку в виде намотанной в несколько слоев металлической ленты (между сло ми - изол ционна прокладка, сам датчик также изолирован от исследуемого объекта). Т-образна мостова схема настроена на частоту 1,6 МГц, погрешность измерени 0,02 Ом, собственное сопротивление датчика (без объекта) 0,3 Ом. При нанесении этого датчика на анкерный болт длиной 3 м с диаметром сечени 30 мм, активное сопротивление датчика возрастает до 1,5 Ом.medium, and an insulated sensor is applied to the object under study, but located outside the corrosive medium — the anchors of the transmission line towers were tested on anchor bolts. The corrosion sensor is a winding in the form of a metal tape wound in several layers (between the layers is an insulating strip, the sensor itself is also isolated from the object under study). The T-shaped bridge circuit is tuned to a frequency of 1.6 MHz, the measurement error is 0.02 Ohms, the intrinsic resistance of the sensor (without an object) is 0.3 Ohms. When this sensor is applied to a 3 m long anchor bolt with a cross-sectional diameter of 30 mm, the sensor resistance increases to 1.5 Ohms.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION St. No. 796742, characterized in that, in order to ensure the study of an object made of ferromagnetic material and in an electrically conductive medium, each sensor is made in the form of a winding isolated from the medium, intended to cover the object under study.