SU1315888A1 - Method and apparatus for measuring coefficient of conductance anisotropy of non-magnetic materials - Google Patents
Method and apparatus for measuring coefficient of conductance anisotropy of non-magnetic materials Download PDFInfo
- Publication number
- SU1315888A1 SU1315888A1 SU853944997A SU3944997A SU1315888A1 SU 1315888 A1 SU1315888 A1 SU 1315888A1 SU 853944997 A SU853944997 A SU 853944997A SU 3944997 A SU3944997 A SU 3944997A SU 1315888 A1 SU1315888 A1 SU 1315888A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- measuring
- coils
- phase
- magnetic field
- inputs
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к области неразрушающего контрол материалов электромагнитным методом при измерении анизотропии электрической проводимости немагнитнь1х провод щих материалов. Целью изобретени вл етс повышение точности и разрешающей способности измерений за счет измерени разности фаз радиальной составл ющей вектора напр женности магнитного пол . Вихретоковый преобразователь , размещенный на поверхности контролируемого издели , регистрирует напр женность магнитного пол , причем измерительные катушки, включенные встречно с компенсационными , регистрируют разностную составл ющую магнитного пол . Опорный сигнал о величине магнитного пол снимаетс со вспомогательных катушек 13 и 14, а падение напр жени на резисторе 15 обратной св зи позвол ет стабилизировать сигнал возбуждени от генератора 1 гармонического напр жени . Так как четверки као (Л со ел 00 00 00 ФигThe invention relates to the field of non-destructive testing of materials by an electromagnetic method when measuring the anisotropy of electrical conductivity of nonmagnetic conductive materials. The aim of the invention is to improve the accuracy and resolution of measurements by measuring the phase difference of the radial component of the magnetic field strength vector. The eddy current transducer placed on the surface of the tested product registers the magnetic field strength, and the measuring coils connected oppositely with compensation ones register the difference component of the magnetic field. The reference signal of the magnitude of the magnetic field is removed from the auxiliary coils 13 and 14, and the voltage drop across the feedback resistor 15 stabilizes the excitation signal from the harmonic voltage generator 1. Since the fours are kao (L co 00 00 00 Fig
Description
тушек разнесены на угол F/2, то измерение фазового сдвига осуществл етс одновременно в двух точках. После усилени и измерени фазового сдвигаthe carcasses are spaced apart by an angle F / 2, then the phase shift is measured simultaneously at two points. After amplification and phase shift measurement
1one
Изобретение относитс к электроизмерени м , в частности к неразрушающему контролю параметров материалов электромагнитным методом, и может быть использовано дл измерени коэффициента анизотропии электрической проводимости немагнитных провод щих материалов.The invention relates to electrical measurements, in particular non-destructive testing of material parameters by an electromagnetic method, and can be used to measure the anisotropy coefficient of the electrical conductivity of non-magnetic conductive materials.
Цель изобретени повышение точности и разрешающей способности измерений за счет измерени разности фаз радиальной составл ницей вектора (напр женности магнитного пол .The purpose of the invention is to improve the accuracy and resolution of measurements by measuring the phase difference by the radial composition of the vector (magnetic field strength).
На фиг, 1 приведена схема устройства дл измерени коэффициента анизотропии электропроводности немагнитных материалов; на фиг. 2 - конструкци вихретокового преобразовател .Fig. 1 is a schematic diagram of a device for measuring the anisotropy coefficient of the electrical conductivity of non-magnetic materials; in fig. 2 - eddy current transducer design.
Устройство содержит соединенные последовательно генератор 1 гармонического напр жени , усилитель 2 мощности и вихретокощ 1й преобразователь 3 с обмоткой 4 возбу5кдени , измерительными катушками 5-8, компенсационными катушками 9 - 12, идентичными измерительными катушками 5-8 и вспомогательными катушками 13 и 14. Устройство содержит также резистор 15 обратной св зи, подключенньш к обмотке 4 возбуждени и входу усиител 2 мощности, второй вывод которого соединен с общим проводом, усилители 16 - 18, фазоизмерители 19 и 20, первые входы которых подключе- ны соответственно к выходам усилитеей 16 и 17, вторые входы объединены подключены к выходу усилител 18, блок 21 вычитани сигналов, подключенный к выходам фазоизмерителей 19 и 20, блок 22 управлени частотой, включенный между выходом фазоизмери- тел 19 и входом управлени генератоа 1 гармонического сигнала, и индикатор 23, подключенный к выходу блока 21 вычитани сигналов.The device contains a harmonic voltage generator 1 connected in series, a power amplifier 2 and a vortex source 1st converter 3 with a winding 4 times, measuring coils 5–8, compensation coils 9–12 identical to measuring coils 5–8 and auxiliary coils 13 and 14. The device contains also a feedback resistor 15, connected to the excitation winding 4 and the input of the power amplifier 2, the second output of which is connected to the common wire, amplifiers 16-18, phase meters 19 and 20, the first inputs of which are connected - respectively, to the outputs of the amplifiers 16 and 17, the second inputs are connected to the output of the amplifier 18, the signal reading unit 21 connected to the phase meter outputs 19 and 20, the frequency control unit 22 connected between the phase meter output 19 and the harmonic generator 1 input signal, and the indicator 23 connected to the output of the signal subtraction unit 21.
Измерительные и компенсахщонные атушки 5, 6,,9 и 10 включены послесигналы вычитаютс в блоке 21 вычитани , и результирующа величина отображаетс индикатором 23. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.The measuring and compensating guns 5, 6, 9 and 10 are turned on after the signals are subtracted in the subtraction unit 21, and the resulting value is displayed by the indicator 23. 2 sec. f-ly, 2 ill.
довательно попарно согласно, а кажда пара встречно, и подключены к усилителю 16. Аналогично включены измерительные и компенсационные ка5 тушки 7, 8, 11 и 12 и подключены к усилителю 17 Вспомогательные катушки 13 и 14 включены последовательно согласно и подключены к усилителю 18. Измерительные и компенсационные ка )0 тушки 5-I2 расположены на одинаковом рассто нии от обмотки 4 возбуждени (фиг. 2) соответственно у ее нижнего и верхнего конца так, что их продоль ные оси перпендикул рны:продольнойconsistently in pairs, and each pair is opposite and connected to the amplifier 16. Similarly, the measuring and compensation coils 7, 8, 11 and 12 are connected and connected to the amplifier 17; Auxiliary coils 13 and 14 are connected in series according to and connected to the amplifier 18. The measuring and compensation ka) 0 carcasses 5-I2 are located at the same distance from the excitation winding 4 (Fig. 2) at its lower and upper end, respectively, so that their longitudinal axes are perpendicular: longitudinal
5 оси обмотки возбуждени , направлени продольных осей измерительных катушек 5 и 6 совпадают и перпендикул рны продольным ос м измерительных катушек 7 и 8,, компенсационные катуш0 ки 9-14 ориентированы аналогично, а вспомогательные катушки 13 и 14 расположены между плоскост ми измерительных и компенсационных катушек так же соосно и перпендикул рно оси об мотки возбуждени . 5, the axis of the excitation winding, the directions of the longitudinal axes of the measuring coils 5 and 6 coincide and are perpendicular to the longitudinal axes of the measuring coils 7 and 8, the compensation coils 9-14 are oriented similarly, and the auxiliary coils 13 and 14 are located between the planes of the measuring and compensation coils likewise coaxially and perpendicularly to the axis of the excitation winding.
%%
Сущность способа измерени коэффициента анизотропии электропроводности немагнитных материалов заклю- 0 чаетс в следующем.The essence of the method for measuring the anisotropy coefficient of the conductivity of non-magnetic materials is as follows.
С помощью цилиндрической возбуж- дающей индукционной катушки возбуждают в материс1ле анизотропной по электропроводности немагнитной гшас тины вихревые токи. При этом продольна ось катушки перпендикул рна поверхности пластины.Собственное (первичное) электромагнитное поле циливдрической катушки вл етс осе0 симметричным, Осесимметрично также и вторичное поле вихревых токов, ее-, ли материал ш:1астины изотропный. Наличие анизотропии электропроводности приводит к нарушению осесимметричS кости вторичного пол . Составл ющие вторичного ПОЛЯ вихревых токов при этом завис т от угловой координаты.With the help of a cylindrical exciting induction coil, eddy currents are excited in the material anisotropic in non-magnetic conductivity. In this case, the longitudinal axis of the coil is perpendicular to the plate surface. The own (primary) electromagnetic field of the cylindrical coil is axis0 symmetrical. The secondary field of eddy currents is also axisymmetric, whether it is a material w: 1 is a isotropic. The presence of anisotropy of electrical conductivity leads to a violation of the bone axisymmetry of the secondary floor. The components of the secondary FIELD of eddy currents in this case depend on the angular coordinate.
Измер ют значени радиал ьной составл ющей Н вектора напр женности магнитного пол вихревых токов в точках, наход щихс на одинаковом paccтo шiи от возбуждающей катушки и разнесенных по угловой координате на угол л/2 относительно друг друга. Определ ют разность фаз составл ющей Кр в первой и второй из указанных точек f, - (fp, где у The values of the radial component of the intensity vector H of the magnetic field of eddy currents are measured at points located on the same distance from the exciting coil and spaced apart by the angle coordinate l / 2 relative to each other. The phase difference of the component Kp in the first and second of the indicated points f, - (fp, where y
и V. значени фазы радиальной составл ющей Й соответственно в первой и второй точках, разнесенных относительно друг друга по угловой коорди7Г and V. the phase values of the radial component H, respectively, in the first and second points, spaced relative to each other by the angular coordinate
нате на угол ,Nate at an angle
Регулируют частоту возбуждающего электромагнитного пол таким образом , чтобы значение фазы составл ю-, щей Н в первой из указанных точек измере51и все врем бьшо посто нным, т.е. в процессе измерений непрерывно выполн етс условиеAdjust the frequency of the exciting electromagnetic field in such a way that the phase value is equal to H, at the first of these points measured and the whole time is constant, i.e. during the measurement, the condition is continuously fulfilled
(ff - const.(ff - const.
Так как до проведени измерений направлени главных осей анизотропии электропроводности обычно неизвестны то определить сразу положени точек измерени , соответствующие значени м угловой координаты равным О иSince, before the measurements of the direction of the main axes of anisotropy of the electrical conductivity, it is usually unknown, then immediately determine the positions of the measurement points corresponding to the values of the angular coordinate equal to O and
Т -Т-, не представл етс возможным.T-T is not possible.
Поэтому, синхронно перемеща обе точки измерени по направлению угло- вой координаты, определ ют такие их положени , при которых измер ема разность фаз радиальной составл ющей Н принимает максимальное положительное значение.Therefore, by simultaneously moving both measurement points in the direction of the angular coordinate, their positions are determined at which the measured phase difference of the radial component H takes the maximum positive value.
Устройство, реализующее способ, работает следующим o6pia30M.A device that implements the method works as follows o6pia30M.
Генератор 1 гармонического напр жени генерирует напр жение, частота которого определ етс управл ю- щим сигналом, поступаюпщм на вход генератора от блока 22 управлени частотой. Генератор 1 выполнен по типу преобразовател посто нного напр жени в частоту гармонического напр жени . Его выходное напр жение усиливаетс усилителем 2 мощности, выход которого соединен с началом обмотки 4 возбуждени .The harmonic voltage generator 1 generates a voltage, the frequency of which is determined by the control signal received at the generator input from the frequency control unit 22. The generator 1 is of the type of constant voltage converter to harmonic voltage frequency. Its output voltage is amplified by a power amplifier 2, the output of which is connected to the start of the excitation winding 4.
Ток возбулщени от усилител 2 мощности протекает по последовательно соединенным обмотке 4 возбуждени и оечигтору 15 обратной св зи. IJpJHAn excitation current from the power amplifier 2 flows through the series-connected excitation winding 4 and feedback terminal 15. Ijpjh
этом напр жение, снимаемое с резистора 15 обратной св зи,поступает на второй управл ющий вход усилител 2 мощности и регулирует его коэффициен передачи таким образом, чтобы само, это напр жение все врем было по г стокнным. В результате усилитель 2 мощности оказываетс охваченным отрицательной обратной св зью по току возбужде ш . Это позвол ет стабилизировать ток возбуждени вихретоко- вого преобразовател 3 независимо от изменений параметров усилител 2 мощности , обмотки 4 возбуждени , а также изменений амплитуды напр жени генератора 1 при изменении его частотыThereby, the voltage taken from the feedback resistor 15 is fed to the second control input of the power amplifier 2 and adjusts its transmission coefficient so that the voltage itself is always on the basis of the drain. As a result, the power amplifier 2 is covered by negative feedback on the current of the exciter w. This makes it possible to stabilize the excitation current of the eddy current converter 3 regardless of changes in the parameters of power amplifier 2, excitation winding 4, as well as changes in the amplitude of the voltage of generator 1 as its frequency changes
Так как измерительные и компенсационные катушки 5-12 вихретокового преобразовател 3 идентичны и их обмотки включены встречно, а конструкци вихретокового преобразовател 3 симметрична, то при его нахождении в воздухе напр жени на входах усилителей 16 и 17 отсутствуют. При установке вихретокового преобразова- тел 3. на поверхность материала {не показан) в измерительных катушках 5- 8 по вл етс ЭДС, наведенна составл ющей Н вектора напр женности магнитного пол вихревых токов. Соответственно на входах усилителей 16 и 17 напр жени по вл ютс вносимое напр жени . Усиленные усилител ми 16 и 17 эти напр жени поступают на первые входы соответственно фазоизмери- телей 19 и 20. На вторые входы фазо- измерителей поступает опорное напр жение с выхода усилител 18. Опорное напр жение формируетс с помощью вспомогательных катушек 13 и 14 и усилител 18, образукицих канал опорного напр жепи .Since the measuring and compensating coils 5-12 of the eddy current transducer 3 are identical and their windings are turned on, and the design of the eddy current transducer 3 is symmetrical, there is no voltage at the inputs of amplifiers 16 and 17 when it is in air. When an eddy current transducer is installed, 3. An emf induced by the H component of the magnetic field vector of eddy currents appears on the surface of the material {not shown) in the measuring coils 5-8. Accordingly, input voltages appear at the inputs of the voltage amplifiers 16 and 17. Amplified by amplifiers 16 and 17, these voltages are fed to the first inputs, respectively, of phase meters 19 and 20. The second inputs of the phase meters receive a reference voltage from the output of amplifier 18. The reference voltage is formed using auxiliary coils 13 and 14 and amplifier 18 , form the channel of the reference pressure.
Выходные сигналы фазоизмерите- лей 19 и 20 пропорциональны фазам выходных напр жений усилителей 16 и 17 соответственно. Поскольку фазы последних однозначно определ ютс значени ми фазы составл ющей Н в точках расположени измерительных катушек, то сигналы на выходах фазо- измерителей пропорциональны значени м фазы указанной составл ющей вектора напр женности магнитного пол вихревых токов.The output signals of phase meters 19 and 20 are proportional to the phases of the output voltages of amplifiers 16 and 17, respectively. Since the phases of the latter are unambiguously determined by the phase H component values at the locations of the measuring coils, the signals at the phase meter outputs are proportional to the phase values of the specified component of the magnetic field of eddy currents.
Далее выходные сигналы фазоизме- рителей 19 и 20 поступают на входы блока 21 вычитани , выходной сигнал которого пропорционален разности фазNext, the output signals of phase meters 19 and 20 are fed to the inputs of subtraction unit 21, the output of which is proportional to the phase difference
составл ющей в точках расположени первой (второй) и третьей (четвертой ) измерительных катушек преобразовател и поступает на индикатор 23 Одновременно сигнал с выхода фазо- измерител 19 поступает на вход блока 22 управлени частотой. Блок 22 управлени частотой, выход которого соединен с входом генератора 1 гар-- монического напр жени , регулирует частоту последнего таким образом, чтобы выходной сигнал фазоизмерите- л 19 в процессе измерений бьш посто нным .component at the points of location of the first (second) and third (fourth) measuring coils of the converter and is fed to the indicator 23. At the same time, the signal from the output of the phase meter 19 is fed to the input of the frequency control unit 22. Frequency control unit 22, the output of which is connected to the input of the generator 1 of a harmonic voltage, adjusts the frequency of the latter so that the output signal of the phase measurement 19 is constant during the measurement process.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU853944997A SU1315888A1 (en) | 1985-08-19 | 1985-08-19 | Method and apparatus for measuring coefficient of conductance anisotropy of non-magnetic materials |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU853944997A SU1315888A1 (en) | 1985-08-19 | 1985-08-19 | Method and apparatus for measuring coefficient of conductance anisotropy of non-magnetic materials |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1315888A1 true SU1315888A1 (en) | 1987-06-07 |
Family
ID=21194497
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU853944997A SU1315888A1 (en) | 1985-08-19 | 1985-08-19 | Method and apparatus for measuring coefficient of conductance anisotropy of non-magnetic materials |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1315888A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2597960C1 (en) * | 2015-07-29 | 2016-09-20 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Method for monitoring electroconductivity changes of non-magnetic metal inner layers and device for its implementation |
-
1985
- 1985-08-19 SU SU853944997A patent/SU1315888A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР К 711493, кл. G 01 N 27/90, 1979. Гораздовский Г.Я., Татарников В.М. Индукционное измерение реологических напр жений в магнитных материалах.- Дефектоскопи , 1973, К 5, с. 30-38. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2597960C1 (en) * | 2015-07-29 | 2016-09-20 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Method for monitoring electroconductivity changes of non-magnetic metal inner layers and device for its implementation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US2440984A (en) | Magnetic testing apparatus and method | |
US4303885A (en) | Digitally controlled multifrequency eddy current test apparatus and method | |
US5132608A (en) | Current measuring method and apparatus therefor | |
US2418553A (en) | Flux measuring system | |
SU847947A3 (en) | Device for continuous testing of steel web material | |
US2258837A (en) | Electrical testing | |
SU1315888A1 (en) | Method and apparatus for measuring coefficient of conductance anisotropy of non-magnetic materials | |
US3054946A (en) | Method for measuring electrical conductivity of fluids | |
GB2230341A (en) | Apparatus for measuring magnetic flux density | |
US2520677A (en) | Magnetic gradient measurement | |
JP2617570B2 (en) | Magnetic measuring device | |
SU1137410A1 (en) | Method of touch-free measuring cylinder-shaped conductive non-magnetic specimen conductivity | |
RU2252422C1 (en) | Method and device for measuring electric current | |
SU1744631A1 (en) | Method for determination of electrophysical parameters of cylindrical conductive article | |
RU2012009C1 (en) | Method of measuring parameters of continuous cylindrical electroconducting objects | |
SU920591A1 (en) | Method of measuring residual moments in open loop-shaped ferromagnetic specimens (its versions) | |
SU1596279A1 (en) | Apparatus for noncontact measuring of specific resistance of articles from nonmagnetic materials | |
SU555822A1 (en) | Probe for magnetic iron ore sampling | |
SU371413A1 (en) | ELECTROMAGNETIC PHASE CONTROL METHOD | |
SU1368767A1 (en) | Feedthrough eddy-current converter with rotating field | |
SU1173344A1 (en) | Device for measuring specific resistance | |
SU945768A1 (en) | Material electric conductivity change indicator | |
SU1083140A1 (en) | Method of touch-free measuring of cylinder-shaped conductive non-magnetic specimen electrical conductivity | |
JPS63145902A (en) | Eddy current type eccentricity measuring apparatus | |
SU769469A1 (en) | Device for magnetic field gradient measuring device |