Способ бесконтактного измерения магнитной проницаемости и электропроводности проводящих материалов

 

СПОСОБ БЕСКОНТАКТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ И ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ ПРОВОДЯЩИХ МАТЕРИАЛОВ , основанный на возбуждений вихревых токов в образце и измерении электродвижущей силы, наведенной во вторичной обмотке преобразователя , с последующим определением нор- , мированного магнитного потока, о тличающийся тем, что, с целью ускорения процесса измерений, измеряют разностную ЭДС вторичных обмоток преобразователя и катушки взаимной индуктивности при наличии образца в преобразователе, затем ЭДС вторичной обмотки катушки взаимной индуктивности, а затем определяют нормированный магнитный поток в образце по формуле (ьг е-г1-м ф 2л; (Jofcf ц-С .fS. Ч, ) -« J7 Фм нормированный магнитный погде ток в образце в комплексной форме; oi - параметр измерительного устройства, равный отношению ЭДС холостого хода вторичных обмоток преобразователя S ИХ катушки взаимi ной индуктивности i; If j( , о/ - г /с (Л hx /- kx J J - коэффициент заполнения преобразова-келя образцом, а /а (d- радиус образца , о| - радиус измерительной обмотки преобразог. вателя): rt -, ЭДС вторичных обмоток прес со образователя и катушки вза мной индуктивности; - разностная ЭДС вторичных О5 обмоток преобразователя и сл катушки взаимной индуктивности .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (! 9) (1) ) (51)4 С 01 R 33/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ где Чав л

«к л

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ И3ОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3620154/24-21 (22) 08.07.83 (46) 15.08.85. Бюл. N - 30 (72) В.А. Друнов, В.П. Себко и В.И. Тюпа (53) 621.317.44(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 845122, кл. G 01 R 33/12, 1981.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1057898, кл. G 01 R 33/12, 02.02.82. (54) (57) СПОСОБ БЕСКОНТАКТН(.ГО ИЗМЕ. РЕНИЯ МАГНИТНОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ И

ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ ПРОВОДЯЩИХ МАТЕРИАЛОВ, основанный на возбуждений вихревых токов в образце и измерении злектродвижущей силы, наведенной во вторичной обмотке преобразователя, с последующим определением нормированного магнитного потока, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью ускорения процесса измерений; измеряют разностную ЭДС вторичных обмоток преобразователя и катушки взаимной индуктивности при наличии образца в преобразователе, затем

ЭДС вторичной обмотки катушки взаимной индуктивности, а затем определяют нормированный магнитный поток в образце по формуле >„- „(Е„ (1-2ж((- 11 -я, -qx нормированный магнитный поток в образце в комплексной форме; параметр измерительного устройства, равный отношению ЭДС холостого хода вторичных обмоток преобразователя." „„- и катуыки взаимной индуктивности ф «,а

Г \ Фъ

-hx l кх коэффициент заполнения преобразователя образцом, г г = а /а „(а — радиус образца, cl — радиус измерительной обмотки преобразо-.. вателя);

ЭДС вторичных обмоток пре- а Д образователя и катушки взаимной индуктивности; С)(.) разностная ЭДС вторичных С5 обмоток преобразователя и катушки взаимной индуктивности.

1173365

;3) о ()к

СО en -"0 > (4) !

-"о=0 1 11 -ке (5) где

)(I-cI 1кI jt (I-() g (7),У„= к (8) В Н О) nog

J1" q /(g k l, (9) а затем его электропроводность: -И I "), где (— циклическая частота тока (2> возбуждения. (1O) л ч по

Изобретение относится к области неразрушающего контроля металлов и изделий, в частности к методам определения электромагнитных характеристик проводящих образцов, 5

Целью изобретения является ускорение процесса измерения магнитной проницаемости и электропроводности проводящих образцов.

Сущность способа заключается в 10 определении нормированного магнитного потока в образце по значениям

ЭДС вторичных обмоток преобразователя и катушки взаимной индуктивности и разностной ЭДС указанных обмоток при помещении образца в преобразователь, что исключает контроль за током возбуждения и, следовательно, упрощает и ускоряет цикл измерения.

На фиг. 1 изображена схема устройства для реализации предлагаемого способа; на фиг.2 — векторная диаграмма., поясняющая способ.

Устройство для реализации способа содержит проходной вихретоковый пре- образователь 1, катушку взаимной индуктивности 2, первичные обмотки 3 и 4 которых соединяются последовательно-согласно, а вторичные обмотки

5 и 6 — последовательно встречно.

Вторичные обмотки 5 и 6 через переключатель 7 подключаются к вольтметру 8. Проводящий образец 9 помещают в преобразователь 1.

Нормированный магнитный поток в образце определяется из выражения

35 где — составляющая ЭДС вторичной обмотки вихретокового пре- 4п образователя, создаваемая магнитным потоком в образце;

\ — полная ЭДС этой обмотки в отсутствие образцапри том>ке токе возбуждения, что и Ещ

Рассмотрим (фиг.2) векторную диаграмму ЭДС вторичных обмоток преобразователя, построенную по измеряемым .значениям „, „и 2 . Вектор Й„может быть разложен на составляющие и Я . ЭДС обусловлена магнитным потоком в воздушном зазоре между измерительной обмоткой преобразователя и образцом.

Используя параметр К, можно з писать

Из векторной диаграммы следует

Я„= =„e

-11 (6) л2 2

Н + 5 — Н

Г и -к -

=агсс05

2Я„Як

Используя тригонометрическую фор/ ,му.:записи комплексных чисел и формулы (1-Б), получим выра>кение для определения нормированного магнитного потока в образце.

Из данного выражения легко получить выражения для расчета модуля Ф

И

И tgqI: д1 (. 1

:- „(1-гж - Ц- К, Определение электромагнитных õàрактеристик проводящих образцов по способу производится следующим образом.

Поместив исследуемый проводящий образец 9 в преобразователь 1 и пропуская переменный ток по первичным обмоткам 3 и 4, вольтметром 8, переключая его с помощью переключателя

7, последовательно измеряют ЭДС вторичных обмоток 5 и 6 — Я и и п разностную ЭДС этих обмоток - °

Подставляя полученные значения ЭДС в формулы (7) и (8), определяют Р„ и

tg qI. .Затем по графикам или таблицам определяют значения обобщенных параметров у и К, соответствующие полученному значению

Имея значения параметров У и К, определяют магнитную проницаемость образца 9:

11733б5

Составитель В. Шульгин

Редактор A. Гулька Техред И.Гергель Корректор H.Ýðäåéè

Заказ 5048/4б Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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