Lek_1-5_Cher

При изменении от 0 до 1 коэффициент изменяется от 1,0 до 0,71. Для ошибка меньше 10% при .

С учетом этого

(37)

Как видим, и в этом случае обобщенный параметр имеет тот же вид и смысл.

Массивное изделие. Сильно выраженный скин-эффект.

Полагаем, что размеры изделия и датчика велики по сравнению с глубиной проникновения плоской волны . В этом случае внутреннее индуктивное сопротивление

контура вихревых токов равно его активному сопротивлению, т.е. . С учетом внутренней индуктивности для параметрического датчика можно записать

или после несложных преобразовании в виде

(39)

где - внешняя индуктивность контура вихревых токов;

Таким образом, данный случай отличается от рассмотренных структурой формулы для .

Определим величину обобщенного параметра для накладного датчика с круглыми витками над полупространством и для цилиндра в проходном датчике.

Для обоих случаев

(40)

Полагая для накладного датчика и воспользовавшись формулой (13),

запишем

Где – относительная магнитная проницаемость.

Для цилиндра в проходном датчике с учетом выражений (40) и (31):

(42)

Если проходной датчик длинный, то

(43)

Для неферромагнитных материалов () формулы (41) и (43) переходят в следующие:

(44)

(45)

Таким образом, для сильно выраженного скин-эффекта также получены единообразные формулы с ясным физическим смыслом.

Индукционный датчик в переходном режиме

Предполагается, что ток в токовой катушке датчика для всех отрицательных значений времени t равен нулю.

Если ток в токовой катушке датчика есть единичная ступенчатая функция, то для тонкостенного изделия

(46)

для

Это окончательный результат. Как видно, время установления процесса определяется все той же постоянной времени контура вихревых токов , значения

которой определены ранее.

Выводы

точке –j 0,5; она определяет фазовое положение вектора U вн* ( в ) . Таким образом, U вн*

может находиться в четвертом квадранте на полукруге с центром в точке (0,5kв2* ) j . Годографы на рис.5 построены при условии: если в = var, то kв2 = const и наоборот. Это семейство базовых годографов.

Для всех систем ВТП-ОК U вн* ( в ) - дуги полуокружностей, как на рис.7, если ОК – тонкостенное изделие.

Рисунок 8

Для накладного ВТП /НВТП/ над тонким листом

Рисунок 11

Важно учитывать, что дефекты по-разному изменяют kв2 , а некоторые подповерхностные дефекты могут изменять лишь в /точка D1 рис.7/.

Годографы дефектов на лицевой стороне листа или стенки трубы (А) и на

противоположной (В) /рис.10/ «обнимают» годографU вн* ( в ) для соответствующего случая /пунктирная линия/. Можно ожидать, что трещины, поры, утонения в тонкостенной трубе /в ПВТП/ будут, в основном, уменьшать лишь в , а вмятины будут уменьшать и в ,

и kв2 /рис.11-12/.

Рисунок 12

Рисунок 13

Тема 2. Преимущества и недостатки систем ВТК

Вопросы для самоконтроля:

К особенностям МВТ относятся:

1.возможность проверки большого числа параметров изделия (см. области применения МВТ);

2.проверке подвергаются слои материала небольшой толщины;

3.не требуется электрического и даже механического контакта датчика с изделием;

4.большая скорость и незначительная трудоемкость контроля;

5.сравнительная простота реализации дистанционного контроля деталей, установленных в малодоступных местах машин;

6.возможность измерения толщины листа, стенки труб и деталей при одностороннем доступе;

7.электрическая природа сигнала, быстродействие, что позволяет легко автоматизировать контроль;

8.возможность контроля быстро движущихся изделий.

Преимущества:

1.Бесконтактность;

2.Высокая производительность контроля;

3.Независимость результата контроля от параметров среды;

4.Многопараметровость (сигнал зависит от многих параметров, которые можно теоретически измерять);

5.Простота конструкции преобразователя;

6.Безопасность для персонала.

Недостатки:

1.Контролируют только электропроводящие ОК

2.Малая глубина проникновения вихревых токов (слои до 10 см) и глубины контроля

3.Многопараметровость (погрешность за счет влияния неконтролируемых параметров)

Воснове НК методом вихревых токов лежит зависимость интенсивности и распределения вихревых токов в объекте контроля от его геометрических, электромагнитных (и связанных с ними) параметров и от взаимного положения измерительного вихретокового преобразователя (ВТП) и объекта контроля. В качестве ВТП используются обычно индуктивные катушки (одна или несколько). Переменный ток, действующий в катушках ВТП, создает электромагнитное поле, которое возбуждает вихревые токи в электропроводящем объекте контроля. Электромагнитное поле вихревых токов воздействует на катушкиВТП, наводя в них э. д. с. или изменяя их полное сопротивление. Таким образом, регистрируя напряжение на зажимах катушек ВТП или их сопротивление, получают информацию о свойствах контролируемого объекта или о положении ВТП относительно него.

Вихретоковый преобразователь – это устройство для получения информации в неразрушающем (а именно, вихретоковом) контроле. Он использует взаимодействие внешнего электромагнитного поля с электромагнитным полем вихревых токов, наводимых в объекте контроля (ОК) эти полем.

По типу преобразования параметров объекта контроля в выходной сигнал ВТП подразделяются на параметрические и трансформаторные. Параметрические имеют лишь возбуждающую обмотку, параметры которой зависят от параметров ОК, трансформаторные помимо возбуждающей имеют измерительную обмотку, эдс которой зависит от параметров ОК.

По способу соединения обмоток ВТП делятся на абсолютные и дифференциальные. (Красным показаны возбуждающие обмотки, синим - измерительные).

1 - возбуждающие обмотки;

2 - измерительные обмотки.

Схемы соединения обмоток абсолютного и дифференциального преобразователей

Выходной сигнал абсолютных определяется абсолютным значением параметров ОК в зоне контроля, выходной сигнал дифференциальных разностью значений параметров ОК в зонах расположения измерительных обмоток.

В зависимости от расположения ВТП относительно ОК они подразделяются на

проходные, накладные и экранные.

Классификация вихретоковых преобразователей.

Проходные разделяют на наружные, внутренние, погружные и экранные.

Накладные вихретоковые преобразователи с различными видами катушек

Комбинированный ВТП с проходной возбуждающей и накладной измерительной обмотками

Кроме этих основных типов ВТП применяются вихретоковые преобразователи специальных конструкций для контроля пространственного положения изделий, измерения параметров вибраций, скорости движения объектов, их угловых и линейных смещений.

Кольца Гельмгольца

В зоне между возбуждающими и катушками ВК1 и ВК2 радиальные составляющие вычитаются,

осевые сонаправлены

В центре нет радиальной составляющей, а только осевая. Смещение преобразователя или ОК не приводит к изменению поля и не влияет на сигнал ИК.

Рисунок 14

Накладные преобразователи (а, г, д, л, м, н), наиболее универсальные

Рисунок

17