SU757936A1 - Устройство для контроля коррозионного износа стальных связей под защитным диэлектрическим слоем 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к области неразрушающего контроля материалов ^у и изделий и предназначено для определения степени коррозионного износа стальных связей, металлизированных ·* катодными покрытиями, без вскрытия диэлектрического слоя, в частности, для контроля стальных закладных деталей в стыках крупнопанельных зданий и сооружений. Оно также может найти применение при контроле различных строительных конструкций, содержащих стальные связи, например, колонн, каркасов, плит, балок и других элементов из сборного и монолитного желе- 15 эобетона.

Известно устройство для определения степени коррозии стальной детали, содержащее переключатель с подключенными к нему стальным образцом 20 и электродом сравнения, помещенными в электролитические ванны, растворы которых соприкасаются, источник питания с включенной параллельно ему реохорд'ой, гальванометр, соединен- 25 ный одной клеммой с концом реохорды и другой клеммой — через переключатель с движком реохорды и нормальный элемент, подключенный к перекпючате- лю (1].

2

Известное устройство позволяет определять скорость коррозионного процесса, но при условии, что стальная деталь, которую подвергают кснгро лю, может осуществлять контакт с элек тролитом электролитической ванны. Указанный недостаток не позволяет при менить известное устройство для контроля стальных связей под защитным диэлектрическим слоем и определять толщину этого защитного слоя.

Известно также устройство для контроля толщины немагнитных покрытий на магнитном основании, использующее два однотипных трансформатора, магнитные цепи которых замыкаются у одного — контролируемым изделием, а у другого — эталонным сердечником, подвешенным для линеаризации шкалы на дружинах. Первичные обмотки трансформаторов включены последовательно в цепь переменного тока, а вторичные — дифференциально в цепь измерительного прибора [21. Однако известное устройство не позволяет вести контроль толщины металлиэационного покрытия или толщины слоя продуктов коррозии через значительные (до 70 - 100 мм) слои диэлектрика, так как толщина металлизационного

3

757936

покрытия после напыления составляет ,

150 - 200 мкм, а разброс в толщине слоя диэлектрика доходит до нескольких десятков миллиметров. Поэтому известное устройство не обеспечивает необходимой точности измерения.

В связи с отсутствием устройств, способных обеспечить проведение измерений ферромагнитных деталей под неферромагнитным изоляционным слоем, контроль таких деталей производится в основном визуально [33 . Такой ме- ^,и тод контроля дорог, малопроизводителен и не обеспечивает получение точных и объективных данных.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для контроля кор- 15 роэионного износа стальных связей под защитным диэлектрическим слоем, содержащее опорный генератор и последова тельно соединенные электромагнитный преобразователь, рабочий генератор, 20 смеситель, к опорному входу которого подключен опорный генератор, и частотомер [4] .

Перемещая преобразователь по поверхности изделия, по относительному изме--нению частоты рабочего генератора су- ^а дят об измеряемых параметрах. Известное устройство обладает высокой чувствительностью, достаточной для контроля проводящих изделий.

Однако при контроле коррозионного' 30 поражения деталей под значительными слоями диэлектрика, например бетона, возникает недопустимо большая погрешность измерения при изменениях как состава (аглопорит, шлакобетон, силй- 35 катобетон), так и толщины диэлектрического покрытия. А так как изменения этих параметров в процессе контроля неизбежны, контроль с помощью известного устройства дает большую ошибку. Кроме того·, знак реактивной ⁴⁰ составляющей полного сопротивления, вносимого в индуктивный преобразователь, обусловленный стальной основой и ее металлическим неферромагнитным покрытием, при значениях обощенного 45. параметра контроля, позволяющих вести оценку состояния поверхностного слоя деталей, различен. При определении степени коррозионного разрушения неферромагнитного металлического 50 покрытия на стальных связях, величины вносимых реактивных составляющих уравниваются по абсолютной величине, и результирующая составляющая от обоих факторов равна нулю. При этом ,,

исключен контроль по изменению частоты измерительного генератора. Таким образом, недостатком известного устройства является низкая точность контроля.

Цель изобретения - повышение точ- 60 ности контроля путем учета влияния разброса конструктивных размеров стальных связей, а также изменений толщины и состава защитного диэлектрического слоя.

Это достигается тем, что устройство снабжено последовательно соединенными детектором, интегратором, компенсационным усилителем, коммутатором, масштабным усилителем и выходным блоком и компенсатором амплитуды, выходы которого подключены к вторым входам компенсационного усилителя и масштабного усилителя, вход детектора соединен с выходом генератора, выход частотомера соединен с вторым входом коммутатора.

Устройство содержит электромагнитный, например, индуктивный параметрический преобразователь 1, рабочий генератор 2, который может иметь на выходе буферный усилитель 3, смеситель 4, например балансного типа, опорный генератор 5, усилитель-ограничитель 6, если это необходимо по условиям работы, частотомер 7, амплитудный детектор 8, например с линейной характеристикой, интегратор 9, компенсационный усилитель 10, который может быть выполнен в виде дифференциального усилителя постоянного тока, компенсатор 11 амплитуды, коммутатор 12, масштабный усилитель 13, который может быть выполнен в виде дифференциального усилителя, выходной блок 14, выполненный, например, в виде показывающего или самопишущего прибора. Ма чертеже изображено также контролируемое изделие 15 и защитное покрытие 16.

Устройство работает следующим образом.

Рабочий генератор 2 питает током рабочей частоты преобразователь 1.

При размещении преобразователя 1 на по верхности контролируемого изделия 15 (например, над закладной деталью крупнопанельного здания), частота генератора 2 изменится. Причем, вследствие ярко выраженного поверхностного эффекта на рабочей частоте изменения ее будет определяться состоянием поверхности контролируеглах стальных деталей, т.е. наличием слоя защитного металлизационного покрытия или его отсутствием, разрыхлением поверхности стали из-за коррозионного поражения, наличием слоя продуктов коррозии. Сигнал изменной частоты генератора 2, несущий полезную информацию о степени коррозионного износа объекта контроля, через усилитель 3 поступает на вход А смесителя 4, на вход Б которого поступает сигнал генератора 5. Смеситель 4, подавляя несущие частоты генератора 2 и генератора 5, выделяет их разностную частоту, пропорциональную степени коррозионного износа и реактивной составляющей вносимого в преобразователь полного сопротивления. Однако разностная частота будет зависеть также и от изменений толщины диэлектрического защитного покрытия 16, а также от изменений конструктивных размеров деталей в пределах допусков на их

5

7.579 36

6

изготовление. Для компенсации этих факторов, вносящих погрешность, в устройство введена цепь из блоков 8-614, выходной сигнал которой пропорционален толщине диэлектрического покрытия над контролируемой стальной связью, ее геометрическим размерам, но 5 практически не зависит от коррозионного состояния поверхности. Варьируя рабочей частотой и, в некоторой степени, эквивалентным радиусом преобразователя, можно обеспечить вышеука- «О эанный режим работы, когда активная составляющая вносимого импеданса будет оставаться· практически постоянной при коррозионном износе поверхности деталей. Анализ годографов пол- (5 ного сопротивления, вносимого в индуктивный преобразователь ферромагнитной проводящей среды, показывает, что на участке, соответствующем максимальной величине активной составляющей уо вносимого сопротивления, она мало зависит от изменения (в некоторых пределах) параметров контролируемой среды и, следовательно, от коррозионного состояния поверхности, в то время как реактивная составляющая (влия- 25 ющая на частоту рабочего генератора) резко изменяется.

Компенсирующая цепь, отслеживающая изменения активной составляющей вносимого в преобразователь 1 импедан- 30 са (то есть прежде всего амплитуды рабочего генератора), в зависимости от изменений толщины покрытия 16 и его параметров, подключена к выходу буферного усилителя 3 и выполнена в 35 виде последовательной цепи из' детектора 8, интегратора 9, выделяющих постоянную составляющую сигнала рабочего генератора 2, усилителя 10, который, благодаря компенсации на входе Б начальной амплитуды рабочего генератора 2 {то есть амплитуды без присутствия в поле преобразователя 1 контролируемого изделия 15} с помощью компенсатора 11, усиливает только разностный сигнал, зависящий от изме- 45 нений толщины диэлектрического покрытия 16 его параметров, разброса геометрических контролируемых связей. с выхода усилителя 10 сигнал через вход А коммутатора 12 поступает 50 на его выход и далее — на вход А регулируемого масштабного усилителя 13 и затем - на выходной блок 14, фиксирующий окончательный уровень сигнала. Если этот уровень, вследствие отличия (например, толщины диэлектрического покрытия 16 от проектной величины) будет не соответствовать эталонному, откалиброванному по изделию, выполненному строго по проекту, масштаб усиления усилителя 13 изменяется до 60 получения эталонного. Затем преобразователь 1 переносится на защитное диэлектрическое покрытие (например, бетон вне расположения стальных включений) , и регулировкой уровня сигнала компенсатора 11 на входе Б .усилителя 13 выходной уровень блока 14 снижается до нулевого. Этой операцией устраняется (исключается) влияние потерь в диэлектрическом покрытии на точность измерений, затем преобразова'тель 1 переносится в точку контроля на изделие 15. Сигнал частотомера 7, пропорциональный степени коррозионного износа стальных связей, через вход Б коммутатора 12 поступает на его выход и далее — на вход А усилителя 13, коэффициент усиления которого прокалиброван по эталонному изделию. В этом случае блок 14 регистрирует величину сигнала усилителя 13, уже независимую от вариаций толщины покрытия, диэлектрических потерь в нем и геометрических размеров в пределах допуска на изготовление, что позволяет повысить точность измерения

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Устройство для контроля коррозионного износа стальных связей под защитным диэлектрическим слоем , содержащее опорный генератор и последовательно соединенные электромагнитный преобразователь, рабочий генератор, смеситель, к опорному входу которого подключен опорный генератор, и частотомер, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено последовательно соединенными детектором, интегратором компенсационным усилителем, коммутатором, масштабным' усилителем и выходным блоком и компенсатором амплитуды, выходы которого подключены к вторым входам компенсационного усилителя и масштабного усилителя, вход детектора соединен с выходом генератора, а выход частотомера соединен с вторым входом коммутатора.