SU845122A1 - Способ бесконтактного измерени элЕКТРОпРОВОдНОСТи и МАгНиТНОй пРО-НицАЕМОСТи пРОВОд щиХ ОбРАзцОВ - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области неразрушающего контрол  металлов и изделий, конкретнее к методам определени  электрических и магнитных параметров провод щих образцов. Известен способ бесконтактного измерени  электропроводности, заключающийс  в измерении фазового угла между сигналом возбуждающей катуш ки и сигналом измерительных катушек по величине которого суд т об удель ной электрической проводимости объекта . При этом, зазор между измерительной головкой и поверхностью объ екта регулируетс  до тех пор, пока фаз.овый угол между сигналами не буде минимальным l . Основными недостатками этого способа  вл ютс  необходимость градуировки измерительной головки по эталону , необходимость регулировки зазора , ограниченность измер емых характеристик . Известен другой способ бесконтакт ного измерени  электропроводности и магнитной проницаемости провод щих образцов, включающий возбуждение в образце вихревых токов переменным м нитным полем, создаваемым проходной катушкой возбуждени  и измерение па раметров электрической цепи . Такими параметрами  вл ютс  активное и реактивное сопротивлени  катушки . Зна  собственное активное и реактивное сопротивление катушки, наход т значени  их приращений, так называемых вносимых активного и реактивного сопротивлений. Затем на основании множества экспериментальных данных и аналитических зависимостей стро т годографы, т. е. кривые геометрических мест точек конца вектора полного сопротивлени  катушки с исследуемым образцом на комплексной плоскости сопротивлений в функции различных параметров образца. Относительна  сложность этого способа св зана с необходимостью построени  множества годографов. Кроме того , диапазон измер ег ых параметров ограничен областью возможного разделени  сигнала катушки возбуждени . Цель изобретени  - расширение диапазона измерений. Достигаетс  это тем, что в способе измерени  электропроводности и магнитной .проницаемости провод щих образцов , включакщем возбуждение в образце вихревых токов переменным магнитным полем, создаваемым катушкой возбуждени , и определение параметров ее электрической цепи, определ ют отнс дение напр жени  на катушке возбуждени  к току, протекающему через нее а также угол сдвига фаз между ними, затем определ ют индуктивность и ак гивное сопротивление катушки возбуждени  без образца, определ ют нормированный магнитный поток в образце и тангенс угла сдвига фаз между магнитными noTOKciMH в образце и вне его, с Последук цим определением электропрово ности и магнитной проницаемости, при этом нормированный магнитный поток в образце определ ют по формуле V.)J(-V«), ц- нормированный магнитный по ток в образце, в комплексн форме} ( S} - циклическа  частота; L - индуктивность катушки возбуждени  без образца; R - активное сопротивление катушки возбуждени  без обра ца; - коэффициент заполнени ; Q - угол сдвига фаз между напр жением на катушке возбуждени  и протекающим через нее током. На фиг. 1 изображена схема устрой ства дл  реализации способа; на фиг приведены графики, зависимости между тангенсом угла сдвига фаз между маг нитными потоками в объекте и вне его VtgM) и обобщенным параметром у и зависимости между параметром К и обобщенным параметром у. Устройство (.см. фиг. 1) содержит проходную катушку возбуждени  1, в которую помещают, провод щий образец 2. В цепь катушки возбуждени  включены амперметр 3, вольтметр 4 и фа;3ометр 5. График 6 (cMv .фиг. 2) выражает зависимость между у rtT/y (-V 6-iw

где а - радиус образца;

- глубина проникновени  переменного магнитного пол ; Jbi - относительна  магнитна 

проницаемость образца; д - магнитна  посто нна ; 0 - электропроводность образца; Ci) - циклическа  частота переменного магнитного пол . График 7 (см. фиг. 2) выражает зависимость между К и у.

..Qg.H fijlfi.

.г - .

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   Способ бесконтактного измерени  электропроводности и магнитной проницаемости провод щих образцов, вклю

   чающий возбуждение в образце вихревых токов переменным магнитным полем, создаваемым катушкой возбуждени  и определение параметров ее электрической цепи, отличающийс   тем, что, с целью расширени  диапазона измерений, определ ют отношение напр жени  на катушке возбуждени  к току, протекающему через нее,

   а также угол сдвига фаз между ними. где а - радиус катушки возбуждени  1 Определение электрических и магнитных параметров провод щих образцов производитс  следующим образом. В проходную катушку возбуждени  1 помещают провод щий образец 2. Пропуска  по катушке 1 переменный ток, с помощью амперметра 3 и вольтметра 4 измер ют отношение напр жени  и тока, а с помощью фазометра 4, определ ют угол сдвига фаз между ними. Затем определ ют индуктивность и активное сопротивление катушки возбуждени  1 без образца
2. 2. Представл ют полученные значени  в следукщие выражени « (,,N,-Vnr, ) где 4 б н нормированный магнитный поток в образце 2. .o 5in%-(l-t) - Sin%-№L(l-t) где -P-, - угол сдвига фаз между магнитными потоками в образце 2 и вне его. Определ ют и tg ML, После этого из зависимости 6 (см. фиг. 2) наход т величину обобщенного параметра у, определив которую, по зависимости 7 см, фиг. 2) наход т величину параметра К. Име  величину параметра К, определ ют относительную магнитную проницаемость образца 2 Фо6-.1 Затем, подставл   ее значение в формулу 11) дл  обобщенного параметра у, определ ют удельную электрическую проводимость (электропроводность) образца 2 Г .аз(6) затем определ ют инуктивность и активное сопротивление катушки возбуждени  без образца, определ ют нормированный магнитный поток в образце и тангенс угла сдвига фаз между магнитными потоками в образце и вне его с последующим определением электропроводности и магнитной проницаемости , при этом нормированный магнитный поток в образце определ ют по формул %5. V« Ul-tH(- 0.sCf,-R), где фд - нормированный магнитный поток в образце, в компле сной форме} tA - циклическа  частота; L - индуктивность катушки возбуждени  без образца; R - активное сопротивление катушки возбуждени  без образца; ( - коэффициент заполнени ; Vg- угол сдвига фаз между на пр жением .на катушке возбуждени  и протекакщим через нее током. Источники информации,  тые во внимание при экспертизе . Патент США 3936.734, G 01 R 33/12, 1976. . Неразрушанвдий контроль метали изделий, под ред. Г. С. Самойч . - М.: Машиностроение, 1976, 24-228.

   Фиг. 1