SU1522085A1

SU1522085A1 - Вихретоковое устройство дл измерени размеров и концентрации металлических частиц в жидкости

Info

Publication number: SU1522085A1
Application number: SU874309234A
Authority: SU
Inventors: Юрий Семенович Быховский; Леонид Митрофанович Логвинов; Юрий Александрович Маланичев; Виктор Иванович Витевский
Original assignee: Куйбышевский Авиационный Институт Им.Акад С.П.Королева
Priority date: 1987-09-23
Filing date: 1987-09-23
Publication date: 1989-11-15

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике. Цель изобретени - повышение чувствительности и точности измерени размеров и счетной концентрации металлических частиц и расширение диапазона измерени . Устройство содержит вихретоковый преобразователь ВТП 2, усилитель 3, высокочастотный генератор 1 напр жени , амплитудный детектор 5, блок 7 обработки информации. В устройство введены блок 6 измерени частоты импульсов и блок 4 управл емых ключей, а ВТП 2 содержит возбуждающую катушку 11 и группу пар измерительных катушек. Устройство работает в двух режимах: первый - режим ориентировочного определени счетной концентрации частиц в жидкости и подключени к усилителю оптимального числа измерительных катушек в зависимости от концентрации частиц, второй - режим раздельного определени размеров и счетной концентрации металлических частиц. В зависимости от концентрации частиц в жидкости к усилителю подключаетс то или иное число пар измерительных катушек ВТП 2. При контроле загр знени жидкости 7-10 классов оптимальное число пар измерительных катушек равно 115, при контроле 13 класса - всего 1 паре измерительных катушек. 3 ил.

Description

Изобретение относитс к измерительной технике, предназначено дл раздельного определени размеров и счетной концентрации металлических неферромагнитных и ферромагнитных частиц непосредственно в потоке жидкости , может быть использовано дл анализа степени загр знени жидкости металлическими частицами, дл оценки процесса приработки отдельных принудительно смазываемых механических узлов, а также процесса разрушени ;узлов при условии существенного разлчи электромагнитных свойств материалов деталей этих узлов.

Цель изобретени - повьшение чувствительности и точности измерени размеров и счетной концентрации металлических частиц и расширение диапазона измер емых счетных концентраций за счет возможности подбора оптимального числа измерительных обмоток .

На фиг„1 представлена блок-схема устройства дл раздельного определени размеров и счетной концентрации металлических неферромагнитных и фер ромагнитньпс частиц в потоке жидкости на фиг.2 - конструкци ВТП с одной возбуждающей и группой измерительных катушек индуктивности; на фиг.З - зависимость среднего рассто ни между частицами размером более 0,1 мм (сплошна лини ) и зависимость оптимального числа измерительных катушек индуктивности, подключенных к усилителю , от класса жидкости по ГОСТ 17216-71 (пунктирна лини ).

Устройство содержит высокочастот-- ньш генератор 1 напр жени , вихрето- ковый преобразователь 2 (ВТП), усилитель 3, блок 4 управл емых ключей, амплитудный детектор 5, блок 6 измерени частоты импульсов, блок 7 обработки и индикации, ВТП содержит корпус 8 с входным и выходным патрубками 9 и 10, возбуждающую катушку 11 индуктивности, корпус 12 из немагнитного диэлектрического материала, фер ритовый экран 13, предотвращающий рассе ние магнитного пол возбуждающей катушки 11, расположенной по периметру корпуса 12, В последнем выполнены параллельные каналы 14, вокруг которых расположены пары измерительных катушек 15 индуктивности, кажда из которых состоит из двух аксиально расположенных и встречнопоследовательно включенных катушек. Пары измерительных катушек соединены последовательно и подключены к усили-

телю 3 через блок 4 управл емых ключей . Выход усилител 3 соединен с амплитудным детектором 5, блок 6 измерени частоты импульсов включен между выходом амплитудного детектора 5

и управл ющим входом блока 4 управл емых ключей. Входы блока 7 обработки и индикации соединены с выходами высокочастотного генератора 1 напр жени , усилител 3, блока 6 измерени

частоты импульсов и амплитудного детектора 5.

Вихретоковое устройство контрол загр знени жидкостей работает следующим образом.

№ достижени оптимальных условий измерений в устройстве предусмотрены два режима работы. Первый режим - режим ориентировочного определени счетной концентрации металлических частиц в жидкости по частоте импульсов на выходе амплитудного детектора 5 и подключени к усилителю 3 оптимального числа пар измери- тельиьк катушек 15. При включении устройства сзгммарный сигнал от всех измерительных катушек 15 поступает на усилитель 3 и далее - на амплитудный детектор 5. Продетектированные импульсы , возникающие при прохождении металлических частиц через измерительные кат5Ш1ки 15 ВТП, поступают на блок 6 измерени частоты импульсов. В блоке 6 измерени частоты импульсов производитс подсчет количества импульсов, поступивших от всех измерительных катушек 15 за врем , установленное дл контрол режима. Если количество импульсов не превысит заранее установленное число, устройст во автоматически переводитс во вто рой режим и производит подсчет количества импульсов в течение времени, установленного дл производства анализа . Если частота импульсов с измерительных катушек 15 вихретокового преобразовател 2 велика и измеренное количество импульсов за врем контрол режима превысит заранее установленное число в блоке 6, по сигналу с выхода этого блока происходит переключение ключей в блоке 4 управл емых ключей. При этом часть измерительных катушек 15 отключаетс от входа усилител 3 и производитс

повторньй анализ частоты импульсов, Повторный анализ продолжаетс до те пор, пока количество импульсов за врем ,, установленное дл первого режима , не станет меньше или равно преварительно установленному числу. На калодой стадии контрол режима происходит отключение части измерительных катушек 15 до тех пор, пока не будет достигнуто оптимальное соотношение между числом измерительных катушек 15 и классом чистоты анализируемой жидкости (фиг.З).

После срабатывани блока 4 управ- л емых ключей устройство автоматически переходит зо второй режим работы - режим раздельного определени размеров и счетной концентрации металлических неферромагнитных и фер- ромагнитных частиц. На усилитель 3 поступает суммарный сигнал от тех измерительных катушек 15, которые поключены к нему блоком А управл емых Ключей. Сигнал усиливаетс и поступа ет в блок 7 обработки и индикации, где происходит обработка сигнала, определение раздельного числа металлических и неферромагнитных и ферромагнитных частиц разных размеров.

Работа устройства в первом режиме основана на использовании зависимости среднего рассто ни между частицами от класса чистоты жидкости, т.е от числа частиц в определенном объеме жидкЬсти (фиг.З). Чем вьш1е номер класса чистоты, т.е. чем больше частиц в определенном объеме, тем меньше среднее рассто ние между частицами, и, следовательно, тем выше веро тность одновременного нахождени в ВТП более чем одной частицы, т.е. тем выше погрешность измерени счетной концентрации частиц . Суммарное сечение всех измери- тельных каналов 14 должно быть не меньше сечени входного патрубка 9 преобразовател 2, а диаметр каналов . 14 должен соответствовать среднему рассто нию между частицами при максимальной измер емой счетной концентрации загр знений.

У.меиьшение контролируемого объема жидкости, проход щего через измерительные катзпики 15, за счет уменьше- ни сечени позвол ет увеличить среднее рассто ние между частицами и тем caMbiM повысить точность измерени числа частиц при больших концентра

Q

5 0 5 О

0 j 0

:

5

ци х, но при этом повьш1аетс веро тность прохождени частиц вне измерительных катушек 15, что может привести к существенной погрешности определени числа частиц при малых концентраци х .

Эксперименты показали, что дл трубопровода диаметром 40 мм, в котором нужно обнаружить металлические частицы в жидкости диаметром более 60-100 МКМ) диаметр каждой измерительной катушки 15 должен составл ть 3 мм, а всего ВТП должен содержать 180 пар измерительных катушек 15. В зависимости от концентрации частиц в жидкости к усилителю 3 подключаетс то или иное число измерительных катушек 15. Оптимальное число пар включенных катушек 15 определ лось с учетом, с одной стороны, минимальной веро тности одновременного попадани в ВТП более, чем одной частицы , с другой стороны, минимальной веро тности прохождени частиц вне подключенных измерительных катушек 15.

График (фиг.З) показьгоает, что при контроле чистоты жидкости ниже 7 кл асса необходимо включать все 180 пар измерительных катушек, при контроле более гр зных жидкостей - не все, например, при контроле жидкости 7-10 класса чистоты оптимальным вл етс включение 115 пар изме-( рительных катушек, а при контроле жидкости 13 класса чистоты нужна всего 1 пара измерительных катушек. В любом из этих случаев ВТП фиксируют 5 - 25 частиц размером более 100 мкм при прохолодени через него 100 см жидкости.

Claims

Расширение динамического диапазона измер емых счетных концентраций в предлагаемом устройстве происходит за счет включени оптимального числа измерительных катушек, что позвол ет осуществл ть измерени как при больших , так и при малых концентраци х частиц. При этом повьшгаетс точность измерени размеров и счетной концентрации частиц за счет выбора относительно малого (по сравнению с прототипом ) диаметра измерительных катушек . Формула изобретени

Вихретоковое устройство дл измерени размеров и концентрации металлических частиц в жидкости, содержащее последовательно соединенные высокочастотный генератор, викретоковый преобразователь, усилитель, амплитудный детектор и блок обработки инфор- мац{ш, отличающеес тем, что, с целью повглвени чувствительности и точности измерени расширени диапазона измерени , оно снабжено блоком управл емых ключей и блоком измерени частоты импульсов, вход которого « д нен с выходом амплитудного детектора, а выход - с управл ю- врш входом блока управл емых ключей, вйхрет( преобразователь выполнен «

в виде немагнитного диэлектрического корпуса с п параллельными каналами дл контролируемой жидкости, возбуждающей катушки индуктивности, охватывающей корпус так, что ее ось параллельна ос м каналов, и п последовательно-согласно соединенных пар измерительных катушек индуктивности, включенных в каждой паре последова- тельно-йстречно а размещенных в паре аксиально, кажда пара измерительных катушек индуктивности охватывает соответствующий канал и соединена с усилителем через управл емый коммутатор .

«гли«|

RWKfc