Способ измерения удельной электрической проводимости немагнитных металлов

<1 ц 885872

Союз Советск ни

Социалистических республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. санд-ву (22) Заявлено 30. 01. 80 (21) 2882503/25-28 (5l)N. Кд.

С О1 и 27/90 с присоединением заявки М—

Государственный комитет

СССР (23) Приоритет— ао делен изобретений и открытий

Опубликовано 30 11,81. Бюллетень М 44

Дата опубликования описания 30 . 11 . 8 1 (53) УДК 620.179. .14 (088.8) (72) Автор изобретения

Е.Н.Дерун (71) Заявитель

Рижский ордена Трудового Красно тт-"Знамени политехнический институт (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УДЕЛЬНОИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

ПРОВОДИМОСТИ НЕМАГНИТНЫХ МЕТАЛЛОВ электропроводности.

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля и может быть использовано в любой отрасли машиностроения для дефекто- и структуроскопии различных металлических изделий. 5

Известен способ измерения удельной электрической проводимости, основанный на использовании двойного моста, потенциометра постоянного тока и вихретокового преобразователя (1).

l0

Однако измерения с помощью двойного моста или потенциометра постоянного тока проводятся на специально изготовленных образцах, обладают низl$ кой производительностью и применяются, в основном, в лабораторных условиях.

Наиболее близким к предлагаемому является способ, основанный на методе вихревых токов и состоящий в том, 2о что с помощью вихретокового преобразователя создают в измеряемом металлическом изделии первичное электромагнитное поле, которое возбуждает в металле вихревые токи, зависящие от удельной электрической проводимости, структуры изделия и зазора между поверхностью металла и преобразовате-.. лем. Вихревые токи наводят вторичное поле, взаимодействующее с первич-. ным, в результате чего изменяются индуктивность и активное сопротивление преобразователя, которые содержат полезную информацию об измеряемой параметре. Способ, измерения удельной электрической проводимости в немагнитных металлах заключается в том, что включают вихретоковый преобразователь в резонансный контур, измеряют емкость контура по синусоидальному закону по полученному амплитудно-модулированному сигналу, определяют измеряемую величину (2).

Недостатком этого способа является невысокая точность измерений удельной электрической проводимости немагнитных металлов с низким значением

885872

15

30

35„

50

Цель изобретения - повышение точности измерения удельной электрической проводимости немагнитных металлов с низкой электропроводностью.

Поставленная цель достигается тем, что индуктивность или емкость контура изменяют с. частотой в два раза большей частоты напряжения, питающего контур, и увеличивают глубину модуляции амплитудно-модулированного сигнала контура до момента возникновения в нем генерации.

На фиг.1 представлены.годографы вносимых относительных сопротивлений в зависимости от изменений емкости контура; на фиг,2 — то же, в зависимости от изменений индуктивности контура; на фиг.3 — зависимость глубины ) модуляции емкости; на фиг.4 — зависимость глубины 1 модуляции индуктивности; на фиг.5 — блок-схема устройства, осуществляющего способ, Устройство содержит генераторы

1 и 2 синусоидального напряжения, вихретоковый преобразователь З,включенный в резонансный контур 4, подключенный к его выхоцу усилитель

5, амплитудный детектор б, индикатор 7, Способ осуществляется следующим образом.

Вихретоковый преобразователь 3 устанавливают на поверхность контролируемого материала, резонансный контур питают напряжением генератора

1, переменным напряжением генератора 2 изменяют емкость или индуктивность резонансного контура 4, при этом частоту напряжения генератора .2 выбирают в два раза большей частоты напряжения генератора 1. Затем увеличивают глубину модуляции емкости или индуктивности контура путем увеличения напряжения генератора 2.

При возникновении генерации в контуре на выходе его резко нарастает амплитуда напряжения, что отмечается по отклонению стрелки указате» ля 7. Определяют величину напряжения генератора 2, при которой возникает генерация колебаний в резонансном контуре, и по ней судят об измеряемом значении удельной электрической проводимости металлического изделия, Измерения проводятся в момент параметрического возбуждения колебаний в контуре, когда имеет место наибольшая амплитудная чувствительность резонансного контура с включенным в него вихретоковым преобразователем.

Приведенные годографы вносимых относительных сопротивлений

R „/щ1„ „161„ / g (фиг. 1 и 2) вихретокового преобразователя (ВТП), ВИ )+ ВН и индуктивйое сопротивления контура от взаимодействия поля ВТП с контролируемым изделием 13)1.-индуктивное

) сопротивление контура лри удалении изделия, иллюстрируют зависимости изменений емкости С или индуктивности Ь контура с частотой в два раза большей частоты (ц питающего напряжения при различных значениях обобщенного параметра J3 = С) 1/щЦфО ТП (где а — радиус с ВТП,ДО- магнитная проницаемость вакуума 5 — удельная

) электрическая проводимость) и различных значениях глубины .д модуляции емкости и индуктивности контура.

Из указанных графиков следует,что с ростом глубины V модуляции уменьшается активное сопротивление контура. Это приводит к увеличению амплитуды выходного напряжения контура.

Вследствие этого возрастает амплитудная чувствительность контура по удельной электрической проводимости Q . При некотором значении 1) активное сопротивление контура становится равным

О, что свидетельствует о возбуждении колебаний в контуре. В этот момент амплитудная чувствительность контура с ВТП по Я максимальна.

На фиг.3 и 4 приведены зависимости глубины 1) модуляции емкости и индуктивности (фиг.4) контура, при которой возникает генерация от величины(7 при разных значениях обобщенного параметра зазорами =24/О1ВТП (где Ь вЂ” зазор между ВТП и поверхностью изде— лия). Согласно данным зависимостям между 1) и Q существует однозначная связь, которая может быть использована для измерений низких значений Q немагнитных металлов, так как в этом случае чувствительность по Д максимальна.

Благодаря проведению измерений в момент параметрического возбуждения колебаний в контуре, когда имеет место наибольшая амплитудная чувствительность резонансного контура по удельной электрической проводимости повышается точность измерения

Формула изобретения

5 885872 4 для немагнитных металлов с низким лов с низкой электропроводностью, значением электропроводности. индуктивность или емкость контура изменяют с частотой в два раза большей частоты напряжения, питающего контур, и увеличивают глубину модуляции амплитудно-модулированного сигнаСпособ измерения удельной электри- ла .контура до момента возникновения ческой проводимости немагнитных ме- в нем генерации. таллов, заключающийся в том, что Источники информации, включают вихретоковый преобразователь 30 пРинЯтые во внимание при экспеР™е в резонансный контур, изменяют ем- 1. Наумов Н.И., Микляев П.Г. Рекость контура по синусоидальному за- зистометрический неразрушающий конткону и по полученному амплитудно-мо- роль деформируемых алюминиевых сплаtt tI дулированному сигналу ойределяют изме- BQB. И., Иеталлургия, 1974, с. 119 ряемую величину, о т л и ч а ю щ и й- 15 с я тем, что, с целью повышения точ- 2. Авторское свидетельство СССР ности измерения удельной электричес- Nt- 746277, кл. G Ol и 27/90, 1978 кой проводимости немагнитных метал- (прототип).

Фиг. 1

885872

Фиа

Составитель Н.Долгова

Редактор Н.Безродная Техред 3. Фанта Корректор Г.Назарова

Заказ 10533/б4 Тираж 910 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по дельм изобретений и открытий

113035, Москва, R-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4