Измерительного усилителя

Магнитный неразрушающий контроль - вид контроля, основанный на анализе взаимодействия магнитного поля с контролируемым объектом. Магнитные методы являются наиболее старыми из методов НК, связанных с применением приборов и дефектоскопических материалов. Уже в 1868 году англичанин Саксби применил компас для определения дефектов в пушечных стволах. В 1917 году американец Хока применил железные опилки для обнаружения трещин в стальных деталях [85]. Вихретоковый вид неразрушающего контроля основан на анализе взаимодействия внешнего электромагнитного поля с электромагнитным полем вихревых токов, наводимых в объекте контроля этим полем. Вихревые токи были открыты в 1825 году французским физиком Ф. Араго и исследованы его учеником Л. Фуко. В 1831 году М. Фарадей объяснил причину возникновения вихревых токов, открыв явление электромагнитной индукции. В 1879 году англичанин Хьюз, по-видимому, впервые применил вихревые токи для НК: он разработал устройство с дифференциальным трансформатором. Измерительный преобразователь состоял из обмотки возбуждения, которая подключалась к генератору переменного напряжения, и измерительных обмоток, подключенных к гальванометру. Это устройство было применено для сравнения свойств металлических объектов, размешенных вблизи измерительного преобразователя [43]. Первичные преобразователи, применяемые для реализации и магнитных,и вихретоковых методов, фиксируют изменение только одной составляющей электромагнитного поля - статического

Важнейшими из исследуемых параметров переменного магнитного поля являются его временные характеристики, такие, как форма кривой B(t), его частота, спектральный состав и т. п. Спектральный состав исследуемой величины магнитного поля обычно определяет частотные свойства средств измерений и измерительных преобразователей, в первую очередь магнитоизмерительного преобразователя, что в свою очередь в значительной мере влияет на его конструкцию, размеры, схему и т.п. [24].

В основе вихретоковых методов лежит зависимость интенсивности и распределения вихревых токов в объекте контроля от его геометрических, электромагнитных (и связанных с ними) параметров и от взаимного расположения измерительного преобразователя и объекта контроля [21]. В простейшем случае вихретоковый преобразователь (ВТП) состоит из генераторной и измерительной обмоток (трансформаторный ВТП) или из одной катушки индуктивности, сочетающей в себе функции генераторной и измерительной обмоток (параметрический Bill). По расположению обмоток огносительно объекта контроля ВТП подразделяются на накладные - торцы обмоток направлены к поверхности объекта, проходные - обмотки либо охватывают объект снаружи, либо находятся внутри объекта, и комбинированные. Переменный ток (синусоидальный или импульсный), действующий в генераторной обмотке ВТП, создает электромагнитное поле, которое возбуждает вихревые токи в электропроводящем объекте контроля. Переменное магнитное поле вихревых токов воздействует на измерительную обмотку трансформаторного преобразователя, наводя в ней ЭДС, или изменяет полное электрическое сопротивление обмотки параметрического преобразователя. Регистрируя напряжение на зажимах катушки или ее сопротивление, получают информацию о свойствах объекта и о положении преобразователя относительно него.

Цель статистических решений таких задач в условиях производства заключается в построении многомерных корреляционных моделей, связывающих параметры объекта контроля с сигналами измерительного преобразователя. Полученные модели в дальнейшем используются для оценки параметров реальных объектов контроля.

В качестве диагностических параметров прогнозирования остаточного ресурса оборудования можно использовать изменение параметров гармонических составляющих сигнала измерительного преобразователя. Из параметров гармонических составляющих формируется признаковое про-

измерит, прибора или первичного измерительного преобразователя, с помощью к-рой воздействующая на элемент физ. величина преобразуется в нек-рую другую величину, удобную для последующего использования в измерит, или управляющих устройствах. Ч.э. является, напр., катушка индуктивности в электрич. приборах, мембрана, воспринимающая измеряемое давление в манометре. ЧУГАЛЬ [от чуг(ун) и ал(юминий)] -жаростойкий и коррозионностойкий чугун, содержащий 20-24% алюминия. Применяется гл. обр. для изготовления деталей печной арматуры. ЧУГУН - сплав железа (основа) с углеродом (обычно 2-4%), содержащий пост, примеси (марганец, кремний, фосфор, серу), а иногда и легирующие элементы (хром, никель, ванадий, алюминий и др.); как правило, хрупок. Углерод в Ч. может находиться в связанном состоянии в виде карбида железа РезС (белый Ч.) либо в свободном состоянии в виде графита пластинчатой, шаровидной и др. формы (серый Ч.). Получают Ч. из железорудных материалов в доменных печах. Св. 85% Ч. перераба-

(квадрантные и струнные) и электронные Э. В квадрантном Э. подвижный электрод, находящийся внутри четырёх неподвижных электродов (квадрантов), отклоняется пропорционально произведению измеряемого напряжения Ux и вспомогат. напряжения U(обычно 100-200 В). В струнном Э. между плоскими неподвижными электродами располагается тонкая (толщиной 1-2 мкм) платиновая нить (струна); при подаче на нить и электроды напряжения Ux нить прогибается, её отклонение, служащее мерой их, наблюдают в микроскоп. Электронный Э. обычно состоит из измерительного преобразователя, усилителя с большим входным сопротивлением и магнитоэлектрического измерительного прибора на выходе.

Магнитный неразрушающий контроль — вид контроля, основанный на анализе взаимодействия магнитного поля с контролируемым объектом. Магнитные методы являются наиболее старыми из методов НК, связанных с применением приборов и дефектоскопических материалов. Уже в 1868 году англичанин Саксби применил компас для определения дефектов в пушечных стволах. В 1917 году американец Хока применил железные опилки для обнаружения трещин в стальных деталях [85]. Вихретоковый вид неразрушающего контроля основан на анализе взаимодействия внешнего электромагнитного поля с электромагнитным полем вихревых токов, наводимых в объекте контроля этим полем. Вихревые токи были открыты в 1825 году французским физиком Ф. Араго и исследованы его учеником Л. Фуко. В 1831 году М. Фарадей объяснил причину возникновения вихревых токов, открыв явление электромагнитной индукции. В 1879 году англичанин Хьюз, по-видимому, впервые применил вихревые токи для НК: он разработал устройство с дифференциальным трансформатором. Измерительный преобразователь состоял из обмотки возбуждения, которая подключалась к генератору переменного напряжения, и измерительных обмоток, подключенных к гальванометру. Это устройство было применено для сравнения свойств металлических объектов, размещенных вблизи измерительного преобразователя [43]. Первичные преобразователи, применяемые для реализации и магнитных,и вихретоковых методов, фиксируют изменение только одной составляющей электромагнитного поля - статического

Важнейшими из исследуемых параметров переменного магнитного поля являются его временные характеристики, такие, как форма кривой B(t), его частота, спектральный состав и т. п. Спектральный состав исследуемой величины магнитного поля обычно определяет частотные свойства средств измерений и измерительных преобразователей, в первую очередь магнитоизмерительного преобразователя, что в свою очередь в значительной мере влияет на его конструкцию, размеры, схему и т.п. [24].

В основе вихретоковых методов лежит зависимость интенсивности и распределения вихревых токов в объекте контроля от его геометрических, электромагнитных (и связанных с ними) параметров и от взаимного расположения измерительного преобразователя и объекта контроля [21]. В простейшем случае вихретоковый преобразователь (Bill) состоит из генераторной и измерительной обмоток (трансформаторный ВТП) или из одной катушки индуктивности, сочетающей в себе функции генераторной и измерительной обмоток (параметрический ВТТГ). По расположению обмоток огносительно объекта контроля ВТП подразделяются на накладные - торцы обмоток направлены к поверхности объекта, проходные - обмотки либо охватывают объект снаружи, либо находятся внутри объект;!, и комбинированные. Переменный ток (синусоидальный или импульсный), действующий в генераторной обмотке ВТП, создает электромагнитное поле, которое возбуждает вихревые токи в электропроводящем объекте контроля. Переменное магнитное поле вихревых токов воздействует на измерительную обмотку трансформаторного преобразователя, наводя в ней ЭДС, или изменяет полное электрическое сопротивление обмотки параметрического преобразователя. Регистрируя напряжение на зажимах катушки или ее сопротивление, получают информацию о свойствах объекта и о положении преобразователя относительно него.

Цель статистических решений таких задач в условиях производства заключается в построении многомерных корреляционных моделей, связывающих параметры объекта контроля с сигналами измерительного преобразователя. Полученные модели в дальнейшем используются для оценки параметров реальных объектов контроля.

Характеристики ВТД, отклонения которых от номинальных значений могут существенно изменить чувствительность прибора и вызвать сомнения в достоверности контроля, следующие: частота выходного сигнала задающего генератора, его временная нестабильность, выходное напряжение; коэффициент усиления и полоса пропускания измерительного усилителя; характеристики срабатывания пороговых устройств; нестабильность показаний дефектоскопа.

К нормируемым параметрам измерительного усилителя (ИУ) ВТД относятся: коэффициент усиления, полоса пропускания, неравномерность частотной характеристики ИУ. В некоторых случаях необходимо определить входное сопротивление и входную емкость ИУ.

Коэффициент усиления измеряют на той рабочей частоте дефектоскопа, которая была найдена при поверке параметров ЗГ. Если ИУ является селективным, то коэффициент усиления измеряют на его резонансной частоте, указанной в техническом описании прибора. Для определения коэффициента усиления К необходимо собрать схему, изображенную на рисунке 4.3.2. Ручки, регулирующие усиление ИУ, следует выставить в положение максимального усиления. На вход измерительного усилителя 3 подают напряжение от генератора синусоидальных колебаний 1. Выходное напряжение генератора контролируют милливольтметром 2, а его частоту — частотомером 4. К выходу усилителя подключают эквивалент нагрузки, состоящей из параллельно включенных резистора Лн и конденсатора С„, к которому подсоединяют вход милливольтметра. Значения RH и С„ указывают в техническом описании прибора. В случае отсутствия значений Л„ и С„ усиленный сигнал с ИУ подают на милливольтметр с выхода детектора прибора. Напряжение с генератора 1 должно быть равно максимально допустимому уровню сигнала, указанному в техническом описании дефектоскопа. Визуальный контроль формы сигнала осуществляют осциллографом 6.

Характеристики ВТД, отклонения которых от номинальных значений могут существенно изменить чувствительность 1:трибора и вызвать сомнения в достоверности контроля, следующие: частота выходного сигнала задающего генератора, его временная нестабильность, выходное напряжение; коэффициент усиления и полоса пропускания измерительного усилителя; характеристики срабатывания пороговых устройств; нестабильность показаний дефектоскопа.

К нормируемым параметрам измерительного усилителя (ИУ) ВТД относятся: коэффициент усиления, полоса пропускания, неравномерность частотной характеристики ИУ. В некоторых случаях необходимо определить входное сопротивление и входную емкость ИУ.

Коэффициент усиления измеряют на той рабочей частоте дефектоскопа, которая была найдена при поверке параметров ЗГ. Если ИУ является селективным, то коэффициент усиления измеряют на его резонансной частоте, указанной в техническом описании прибора. Для определения коэффициента усиления К необходимо собрать схему, изображенную на рисунке 4.3.2. Ручки, регулирующие усиление ИУ, следует выставить в положение максимального усиления. На вход измерительного усилителя 3 подают напряжение от генератора синусоидальных колебаний 1. Выходное напряжение генератора контролируют милливольтметром 2, а его частоту — частотомером 4. К выходу усилителя подключают эквивалент нагрузки, состоящей из параллельно включенных резистора RH и конденсатора Са, к которому подсоединяют вход милливольтметра. Значения RH и С„ указывают в техническом описании прибора. В случае отсутствия значений RH и С„ усиленный сигнал с ИУ подают на милливольтметр с выхода детектора прибора. Напряжение с генератора 1 должно быть равно максимально допустимому уровню сигнала, указанному в техническом описании дефектоскопа. Визуальный контроль формы сигнала осуществляют осциллографом 6.

Напряжение разбаланса Uab, снимаемое с измерительной диагонали моста, подается на вход стандартного измерительного усилителя Ф1733/2, нагрузкой которого является сопротивление R6. Ток измерительной цепи показывающего прибора (узкопрофильного микроамперметра М-1730А) регулируется потенциометром R 7. Напряжение, снимаемое с сопротивления RS (10, 69 мВ), подается на вход передающего преобразователя (стандартного преобразователя ПТ-ТП-68), выходной сигнал которого подается на вторичный регистрирующий прибор.

цию 10. Напряжение низкой частоты через фильтр высоких частот // подводится к измерительному узкополосному усилителю 12. Контроль стабильности генератора СВЧ осуществляется при помощи направленного ответвителя 3 детекторной секции 13, фильтра высоких частот 14 и микроамперметра 15 Постоянство мощности поддерживается аттенюатором 2. Использование ферритовых вентилей 4 и 9 позволяет создать в передающем и приемном трактах наиболее благоприятный для измерений режим бегущей волны. Фильтры высоких частот 11 и 14 обеспечивают развязку микроамперметра 15 и измерительного усилителя 12 по высокой частоте, просачивание которой возможно через детекторные секции. Вся схема запи-тывается от источника стабилизированного напряжения 16. На описанной установке можно производить измерения методом замещения. Однако в случае смесей на водной основе этот метод сталкивается с определенными трудностями, вызванными сильным отражением и поглощением СВЧ энергии. Поэтому снимались зависимости отношений токов измерительного усилителя при минимальной и текущей толщинах исследуемого раствора, т. е. минимальном и текущем значениях функции 10 lg max . Тогда тангенс угла наклона прямой

Приведенная на рис. 35 бесконтактная система регулирования свободна от этих недостатков. Сигнал с термопары ТП подается на вход измерительного усилителя У (И-102), где происходит сравнение с уставкой и усиление рассогласования. Усиленный сигнал попадает на вход регулятора УР

Основным элементом этого измерительного устройства является импедансная головка. Задающий тракт состоит из звукового генератора /, электродинамического (пьезоэлектрического) вибратора 2. В импедансной головке установлены датчик ускорения 9 и датчик переменной силы 10. Напряжения с обоих датчиков усиливаются предварительными усилителями 3 и 5 и поступают на измерительные усилители 4 и 6. С выхода каждого измерительного усилителя напряжение поступает на фазометр 7 и катодный осциллограф 8. Импедансная головка крепится к исследуемой детали 7/ при помощи резьбового соединения или клея.

варительных усилителей измерительный усилитель фиксирует мгновенную разность поступающих на его вход сигналов. В случае поворотных колебаний (или одновременно поворотных, продольных и поперечных колебала/- ПЙд«3?ния измеРительного усилителя пропорциональны о (smq>)/dt (рис. IX. 15), а при колебаниях с малой амплитудой— ускорению поворотного колебательного движения d\ldtz