×
05.02.2020
220.017.fe7c

УСТРОЙСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ НЕОДНОРОДНОСТИ ЭЛЕКТРОПРОВОДИМОСТИ НЕМАГНИТНЫХ МЕТАЛЛОВ ВИХРЕТОКОВЫМ МЕТОДОМ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Использование: для оценки степени неоднородности поверхностных слоев немагнитных металлов, возникающей при закалке, отпуске и воздействии жидких или газообразных агрессивных сред. Сущность изобретения заключается в том, что устройство определения степени неоднородности электропроводимости немагнитных металлов вихретоковым методом, содержащее генератор гармонических колебаний, выход которого соединен с двумя последовательно согласно соединенными возбуждающими катушками идентичных рабочего и компенсационного преобразователей, их измерительные катушки соединены последовательно встречно и присоединены к усилителю, выход которого присоединен к фазовому детектору и радиус возбуждающей катушки выбирается из условия где Z - ориентировочная глубина слоя, в пределах которого имеет место изменение структурного состояния, введен блок памяти и управления, вход которого присоединен к усилителю, один из выходов к первому блоку вычитания, второй вход блока вычитания соединен с усилителем, а выход с одним из входов блока нормировки, второй выход блока памяти и управления присоединен к фазовому детектору, к которому подключен фазорегулятор, соединенный с генератором, выход присоединен к блоку сравнения и регулировки частоты, соединенному также с задатчиком, выход соединен с генератором, частота которого поддерживается равной частоте максимальной чувствительности к электропроводимости объекта контроля, второй вход блока нормировки подключен к измерительной катушке компенсационного преобразователя, а выход к блоку индикации, где происходит количественное определение степени неоднородности. Технический результат: обеспечение возможности количественного определения степени неоднородности электрической проводимости. 5 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к методам неразрушающего контроля и может быть использовано для оценки степени неоднородности поверхностных слоев немагнитных металлов, возникающей при закалке, отпуске и воздействии жидких или газообразных агрессивных сред.

Техническая целесообразность данного изобретения заключается в том, что оно позволяет произвести количественную оценку как глубины слоя, подвергшегося воздействию так и ориентировочного закона изменения свойств объекта (влияющих на его электрическую проводимость σ) по глубине. Данная информация может быть полезна эксплуатационникам и технологам.

В [1, с. 509-510, 2, с. 305-309] приведено описание способов и приборов контроля структурного состояния (по значениям электрической проводимости σ или магнитным характеристикам). Отмечено, что такой контроль возможен при наличии однозначных корреляционных зависимостей между параметрами структурного состояния объекта и его электромагнитными характеристиками

Наиболее близкими к предполагаемому устройству являются приборы для измерения электропроводимости со структурной схемой, приведенной в [2, с. 226] и изображенной на Фиг. 1. К генератору гармонических колебаний 1 подключен блок накладных вихретоковых преобразователей 2, вызывающих вихревые токи в объекте контроля, суммарное магнитное поле блока преобразователей и вихревых токов формирует сигнал, усиливаемый усилителем 3 и поступающий на фазовый детектор 4. Опорное напряжение поступает от генератора 1 через фазорегулятор 5. К выходу фазового детектора присоединен индикатор 6 значения электропроводимости σ0. Недостатком стандартных измерителей электропроводимости (по схеме Фиг. 1) является то, что их индикаторы фиксируют усредненное в пределах глубины проникновения значение σ, коррелирующее неявным образом со степенью неоднородности.

Предлагаемое устройство позволяет количественно определить степень неоднородности изменения свойств по глубине, т.е. более точно оценить структурное состояние поверхностных слоев объекта контроля. Судя по оценкам металловедов [3], состояние неоднородности (т.е. изменение по глубине z) можно аппроксимировать функцией вида

где σ0 - электропроводимость верхнего слоя объекта, Zв - глубина слоя интересующего технологов, в пределах которого имеет место изменение структурного состояния (Фиг. 2), αz - параметр, характеризующий интенсивность (скорость) изменения структурного состояния определяющего значение σ по глубине.

На Фиг. 2 для общности отмечены пунктиром кривые для αz<0 (вариант не имеющий место на практике, если не рассматривать случай специального создания технологами таких объектов)

Основой предлагаемого устройства является устройство, предложенное в [2, с. 226], структурная схема которого представлена на Фиг. 1

Технический эффект получаемый при решении данной задачи и заключающийся в количественной оценке степени неоднородности структурного состояния αz достигается тем, что в известном устройстве, содержащем генератор гармонических колебаний, блок вихретоковых преобразователей, сигнал которых через усилитель поступает на фазовый детектор, опорное напряжение на который поступает от генератора через фазорегулятор, к которому подключен индикатор, частота которого выбирается соответствующей максимальной чувствительности к электропроводимости и схема обработки формирует сигнал, зависящий от степени неоднородности распределения электропроводимости поверхностных слоев объекта контроля.

На Фиг. 1 приведена блок-схема стандартного измерителя электропроводимости.

На Фиг. 2 показаны функции распределения электропроводимости, аппроксимирующие различные степени неоднородности.

На Фиг. 3 изображены годографы вносимого напряжения при различных значениях электропроводимости для разных значений степени неоднородности.

На Фиг. 4 изображен график зависимости величины приращения вносимого напряжения в зависимости от степени неоднородности.

На Фиг. 5 показана структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из генератора гармонических колебаний 1, блока 2 вихретоковых преобразователей, состоящего из идентичных рабочего с объектом контроля (L1, L3 - возбуждающая и измерительная катушки) и компенсационного (L2, L4 - возбуждающая и измерительная катушки) преобразователей (L1 и L2 включены последовательно согласно, L3 и L4 - последовательно встречно) усилителя 3, фазового детектора 4, блоков: пямяти и управления 5, сравнения и регулировки частоты 6, вычитания 7, нормировки 8, индикации 9 и фазорегулятора 10.

Предлагаемое устройство отличается тем, что частота ωp колебаний генератора 1 выбирается (как отмечалось выше) из условия максимальной чувствительности к электропроводимости для чего используется канал регулировки частоты, состоящий из фазового детектора 4, фазорегулятора 10, блока сравнения и регулировки частоты 6, вносимое напряжение (сигнал) на который поступает от усилителя 3 через блок 5 памяти и управления, где оно запоминается на весь цикл измерения (с выхода блока 5 сигнал поступает также на блок вычитания 7), выходное напряжение фазового детектора сравнивается с напряжением задатчика, соответствующим фазовому углу вносимого напряжения при частоте ωр [2, с. 226, рис. 4.64 (а)]. Рабочая частота соответствует значению параметра где RB - радиус возбуждающей катушки L1, выбираемый из условия 1, 5ZB≤RB≤2ZB, где ZB - максимальное значение толщины поверхностного слоя, в пределах которого происходит изменение свойств этого слоя (это условие обеспечивает достаточную величину сигнала), σ0 - удельная электрическая проводимость участка объекта контроля 2, не подвергнутого воздействию факторов, вызывающих изменение структуры поверхностного слоя объекта. Для этого перед началом измерений блок преобразователей помещают на такой участок (либо на специально изготовленный образец с такими же свойствами). Зафиксированное блоком памяти 5 напряжение поступает в блок вычитания 7, где оно вычитается из текущего значения и формируется величина характеризующая влияние неоднородности (Фиг. 3)

Операция, соответствующая формуле (2) реализуется согласно Фиг. 5 в блоке вычитания 7.

Удобнее использовать относительное значение (по отношению к напряжению измерительной катушки без объекта U0)

Эта операция реализуется в блоке нормировки 8, куда поступают сигналы из блока вычитания 7 (числитель формулы (3) и сигнал с измерительной катушки L4 (знаменатель формулы).

На Фиг. 3 показаны годографы относительного вносимого напряжения для объекта при σ=σ0 (формула (1) при αz=0 при различных значениях параметра =1.5÷5.5). Показан вектор при β=3.5, αz=0 и вектор при β = 3.5, αz=- 3. Стрелкой показано направление изменения αz в пределах -3÷3. Для значений β=3.5, αz=3 изображен вектор На Фиг. 4 показаны кривые при αz=-3÷3 для β=3.5. Пунктирная кривая соответствует отрицательным значениям αz.

Таким образом кривую на Фиг. 4 можно рассматривать как градуировочную. Она заложена в блоке индикации 9 и служит для определения численных значений степени неоднородности αz изменения электропроводимости, коррелирующей с изменением структурного состояния.

Все количественные результаты работы (годографы, кривые и т.п.) получены в системе численного моделирования реализующей метод конечных элементов. Параметры модели при построении годографов относительного вносимого напряжения - радиус возбуждающей катушки RB=7.75 мм, измерительной - Rи=4.75 мм, катушки расположены в одной плоскости на растоянии h=1.75 мм от поверхности объекта, электропроводимость поверхностного слоя σ0=10 МСм/м, частота тока генератора ωр такая что обобщенный параметр =1.5; 2.25; 3; 3.5; 4; 4.75; 5.5.

Источники информации

1. Неразрушающий контроль: Справочник в 7 т: В 2 т. / Под. ред. В.В. Клюева МОСКВА. В 2 кн. - М.: МАШИНОСТРОЕНИЕ 2003. - 688 с.

2. Неразрушающий контроль в 5 кн. Кн. 3 Электромагнитный контроль: Практ. пособие / В.Г. Герасимов, А.Д. Покровский, В.В. Сухоруков; Под ред. В.В. Сухорукова. - М.: Высш. шк., 1992. - 312 с.

3. Решение обратной задачи вихретокового контроля: [Электронный ресурс] StudyPort.Ru - помощник в учебе // http://studyport.ru/referaty/tochnyje-nauki/3959-zadacha-vihretokovogo-kontrolja (дата обращения: 14.03.2019).

Устройство определения степени неоднородности электропроводимости немагнитных металлов вихретоковым методом, содержащее генератор гармонических колебаний, выход которого соединен с двумя последовательно согласно соединенными возбуждающими катушками идентичных рабочего и компенсационного преобразователей, их измерительные катушки соединены последовательно встречно и присоединены к усилителю, выход которого присоединен к фазовому детектору и отличающееся тем, что радиус возбуждающей катушки выбирается из условия где Z - ориентировочная глубина слоя, в пределах которого имеет место изменение структурного состояния, введен блок памяти и управления, вход которого присоединен к усилителю, один из выходов к первому блоку вычитания, второй вход блока вычитания соединен с усилителем, а выход с одним из входов блока нормировки, второй выход блока памяти и управления присоединен к фазовому детектору, к которому подключен фазорегулятор, соединенный с генератором, выход присоединен к блоку сравнения и регулировки частоты, соединенному также с задатчиком, выход соединен с генератором, частота которого поддерживается равной частоте максимальной чувствительности к электропроводимости объекта контроля, второй вход блока нормировки подключен к измерительной катушке компенсационного преобразователя, а выход к блоку индикации, где происходит количественное определение степени неоднородности.
УСТРОЙСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ НЕОДНОРОДНОСТИ ЭЛЕКТРОПРОВОДИМОСТИ НЕМАГНИТНЫХ МЕТАЛЛОВ ВИХРЕТОКОВЫМ МЕТОДОМ
УСТРОЙСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ НЕОДНОРОДНОСТИ ЭЛЕКТРОПРОВОДИМОСТИ НЕМАГНИТНЫХ МЕТАЛЛОВ ВИХРЕТОКОВЫМ МЕТОДОМ
УСТРОЙСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ НЕОДНОРОДНОСТИ ЭЛЕКТРОПРОВОДИМОСТИ НЕМАГНИТНЫХ МЕТАЛЛОВ ВИХРЕТОКОВЫМ МЕТОДОМ
УСТРОЙСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ НЕОДНОРОДНОСТИ ЭЛЕКТРОПРОВОДИМОСТИ НЕМАГНИТНЫХ МЕТАЛЛОВ ВИХРЕТОКОВЫМ МЕТОДОМ
УСТРОЙСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ НЕОДНОРОДНОСТИ ЭЛЕКТРОПРОВОДИМОСТИ НЕМАГНИТНЫХ МЕТАЛЛОВ ВИХРЕТОКОВЫМ МЕТОДОМ
УСТРОЙСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ НЕОДНОРОДНОСТИ ЭЛЕКТРОПРОВОДИМОСТИ НЕМАГНИТНЫХ МЕТАЛЛОВ ВИХРЕТОКОВЫМ МЕТОДОМ
УСТРОЙСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ НЕОДНОРОДНОСТИ ЭЛЕКТРОПРОВОДИМОСТИ НЕМАГНИТНЫХ МЕТАЛЛОВ ВИХРЕТОКОВЫМ МЕТОДОМ
УСТРОЙСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ НЕОДНОРОДНОСТИ ЭЛЕКТРОПРОВОДИМОСТИ НЕМАГНИТНЫХ МЕТАЛЛОВ ВИХРЕТОКОВЫМ МЕТОДОМ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 208.
10.09.2015
№216.013.7894

Способ изготовления электродно-диафрагменного блока для щелочного электролизера воды

Изобретение относится к способу изготовления электродно-диафрагменного блока для щелочного электролизера воды, включающему приготовление формующего раствора диафрагмы, нанесение формующего раствора на подложку, изготовление диафрагмы методом фазовой инверсии и формирование...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002562457
Дата охранного документа: 10.09.2015
20.10.2015
№216.013.83b4

Способ изготовления диафрагменного материала для электролитического разложения воды

Изобретение относится к технологии изготовления нетканых диафрагменных материалов на основе волокон полимера с внедренными по поверхности частицами гидрофильного наполнителя для электролизеров воды с щелочным электролитом. Способ изготовления диафрагменного материала для электролитического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002565319
Дата охранного документа: 20.10.2015
27.10.2015
№216.013.8881

Пылеугольная топка

Изобретение относится к области тепловой энергетики и может быть использовано на паровых котлах с прямым вдуванием угольной пыли. Пылеугольная топка содержит экранированные прямоугольную вертикальную камеру сгорания 1 и двускатную холодную воронку 2, шлаковый комод 3, установленные по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002566548
Дата охранного документа: 27.10.2015
20.12.2015
№216.013.9cf0

Устройство для токарной обработки некруглых деталей

Устройство относится к электромеханике и может быть использовано для повышения точности токарной обработки серийных некруглых деталей, выполняемой по бескопирной технологии, в условиях колебания скорости вращения детали. Технический результат - повышение точности формообразования в условиях...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002571801
Дата охранного документа: 20.12.2015
20.01.2016
№216.013.a0cb

Устройство для управления вентильно-индукторным электроприводом

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электроприводе станков, гибридного и электрического транспорта, установок общепромышленного назначения. Техническим результатом является повышение надежности устройства. Устройство управления предусматривает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002572805
Дата охранного документа: 20.01.2016
10.04.2016
№216.015.2e6a

Способ электропитания генератора озона поверхностного разряда

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для экономии электроэнергии и повышения надежности генераторов озона барьерно-поверхностного разряда. Технический результат - повышение эффективности использования электроэнергии и уменьшение потребляемой мощности озонатора от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579354
Дата охранного документа: 10.04.2016
20.05.2016
№216.015.4023

Микроканальный теплообменник

Изобретение относится к теплообменной технике и может использоваться в микроканальных теплообменниках. Микроканальный теплообменник состоит из жесткого корпуса, содержащего теплообменную матрицу, образованную из спаянных между собой тонких гладких теплопроводных пластин одинаковой конструкции,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002584081
Дата охранного документа: 20.05.2016
20.08.2016
№216.015.4a79

Гель-полимерный электролит для литиевых источников тока

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при производстве литиевых первичных и вторичных источников тока, а также суперконденсаторов. Повышение удельной электрической проводимости гель-полимерного электролита, обеспечение его химической и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002594763
Дата охранного документа: 20.08.2016
20.08.2016
№216.015.4cd4

Энергоустановка с электрохимическим генератором на основе водородно-кислородных топливных элементов

Изобретение относится к энергетическому оборудованию и может быть использовано для получения электрической энергии как в стационарных установках, так и на транспорте, а также при производстве и эксплуатации энергоустановок. Повышение эффективности работы энергоустановки с электрохимическим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002594895
Дата охранного документа: 20.08.2016
20.08.2016
№216.015.4d93

Установка для нанесения покрытий на поверхности деталей

Изобретение относится к установке для нанесения покрытий на поверхности деталей. Внутри корпуса вакуумной камеры установлен, по меньшей мере, один источник распыляемого материала, выполненный в виде N магнетронов, где N - целое число и N>1, и ионный источник. Внутри корпуса камеры...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595187
Дата охранного документа: 20.08.2016
Показаны записи 1-10 из 10.
10.07.2013
№216.012.54ec

Способ определения толщины отложений на внутренней поверхности труб вихретоковым методом и устройство для его осуществления

Изобретение относится к методам неразрушающего контроля и может быть использовано на трубопроводах нефти и газа на химических и нефтехимических предприятиях, тепловых и атомных энергоустановках. В способе определения отложений на внутренней поверхности труб вихретоковым методом с помощью...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487343
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.08.2015
№216.013.6e4e

Универсальный вихретоковый импульсный металлоискатель

Изобретение относится к области технических средств обнаружения металлических объектов и может быть использовано в системах безопасности, при производстве продовольственных товаров, при проведении ремонтных и строительных работ, при археологических изысканиях. Сущность: металлоискатель содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002559796
Дата охранного документа: 10.08.2015
13.01.2017
№217.015.73ea

Способ контроля изменений электропроводимости внутренних слоев немагнитного металла и устройство для его осуществления

Изобретение может быть использовано при контроле электропроводимости и коррелирующего с ней значения температуры внутренних слоев листа, например, из рафинированной меди - медной рубашки кристаллизатора путем измерения электропроводимости внутренних слоев меди. Согласно изобретению способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002597960
Дата охранного документа: 20.09.2016
29.12.2017
№217.015.f571

Аппроксимационный способ определения геометрических размеров дефектов сплошности в ферромагнитных изделиях и устройство для его осуществления

Группа изобретений может быть использована для определения геометрических размеров дефектов сплошности в ферромагнитном изделии, а также для разработки алгоритмов программного обеспечения магнитных дефектоскопов. Группа изобретений реализуется в виде устройства, содержащего блок намагничивания,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002637376
Дата охранного документа: 04.12.2017
10.05.2018
№218.016.4789

Способ квалификации металлокомпозитных баков высокого давления

Использование: для неразрушающего контроля металлокомпозитных баков высокого давления по акустико-эмиссионным сигналам. Сущность изобретения заключается в том, что в процессе нагружения баков путем постепенного увеличения внутреннего давления измеряют параметры акустико-эмиссионных сигналов, по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002650822
Дата охранного документа: 17.04.2018
08.07.2018
№218.016.6e36

Способ беспороговой автоматической интеллектуальной регистрации сигналов акустической эмиссии устройством неразрушающего контроля

Использование: для неразрушающего контроля с применением метода акустической эмиссии (АЭ). Сущность изобретения заключается в том, что регистрация импульсов акустической эмиссии осуществляется без применения порогового ограничения при оценке параметров импульсов акустической эмиссии и шума во...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002660403
Дата охранного документа: 06.07.2018
09.05.2019
№219.017.4d8b

Способ определения глубины локальной (местной) коррозии и слежения за ее развитием

Использование: для определения глубины локальной (местной) коррозии и слежения за ее развитием. Сущность: на контролируемом изделии размещают один или несколько преобразователей акустической эмиссии, регистрируют осциллограмму сигнала, по осциллограмме сигнала определяют долю n симметричной S...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002379675
Дата охранного документа: 20.01.2010
23.08.2019
№219.017.c2b4

Устройство определения электропроводимости магнитных отложений на поверхности труб вихретоковым методом

Использование: для неразрушающего контроля. Техническая целесообразность изобретения заключается в том, что устройство вихретокового контроля удельной электрической проводимости магнитных отложения на поверхности труб содержит генератор прямоугольных периодических импульсов тока с периодом Тв,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002697936
Дата охранного документа: 21.08.2019
25.12.2019
№219.017.f201

Устройство определения положения малоразмерных металлических включений в изделиях из композитных материалов

Изобретение относится к методам неразрушающего контроля и может быть использовано для обнаружения малоразмерных металлических включений в изделиях из полимерных композитных материалов, а также в любых непроводящих материалах. Устройство включает первый - четвертый усилители (1, 4, 5, 9), первый...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002710080
Дата охранного документа: 24.12.2019
01.07.2020
№220.018.2d55

Устройство определения степени неоднородности структурного состояния магнитных металлов вихретоковым методом

Изобретение относится к методам неразрушающего контроля и может быть использовано для оценки степени неоднородности поверхностных слоев магнитных металлов, возникающей при закалке, отпуске и воздействии жидких или газообразных агрессивных сред. Предлагаемое устройство содержит генератор...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002725020
Дата охранного документа: 29.06.2020
+ добавить свой РИД