Глава 3. Автогенераторный метод электромагнитного контроля
3.1 Особенности метода
При выборе метода или комплекса методов дефектоскопии должны быть определены виды дефектов, подлежащих выявлению, объекты контроля, их характеристики и условия контроля, а также заданы критерии на отбраковку. По этим данным определяют возможные методы, позволяющие решить поставленную задачу. При равной чувствительности предпочтение отдается тому методу, который проще и доступней в конкретных условиях применения, у которого выше достоверность результатов контроля и производительность.
Для контроля всех технологий резинового производства один из выборов метода связан с электрическими свойствами резин.
К основным свойствам резин относятся диэлектрическая проницаемость (Е), тангенс угла диэлектрических потерь (tgδ) и удельное объемное электрическое сопротивление или электропроводимость.
Эти свойства полностью определяют поведение резин в постоянных и переменных электрических полях и характер распределения электромагнитной энергии в резинах.
В переменных электрических полях электропроводимость материалов связана с диэлектрической проницаемостью и тангенсом угла диэлектрических потерь следующей зависимостью:
J= 5,55·10-11·ƒ·tgδ·Е,
где ƒ - частота, Гц.
Наиболее широкое распространение получили электромагнитные методы. Сущность резонансных методов контроля заключается в использовании различий в электрических свойствах резин. Высокочастотные методы измерений основаны на регистрации процессов поглощения и передачи электромагнитной энергии в резинах, электрические свойства которых зависят от частоты, напряжения, температуры, механических напряжений и других факторов.
3.2 Преимущества выбранного метода
Резонансные автогенераторные измерения отличаются от других высокочастотных резонансных методов тем, что выходной сигнал автогенераторного прибора непосредственно связан с параметрами режима автогенератора.
В автогенераторных приборах измерительный преобразователь является элементом схемы автогенератора, поэтому амплитуда, частота, фаза и режим автоколебаний определяются параметрами этого измерительного преобразователя и внешней нагрузке. По сравнению с множеством высокочастотных измерительных систем, основанных на использовании электромагнитных колебаний различной частоты, автогенераторный метод измерения имеет ряд преимуществ:
- высокая чувствительность;
- простота структурной схемы;
- приборы недороги при изготовлении;
- малогабаритные приборы.
3.3 Схема прибора
Различают автогенераторные измерительные приборы по типу измерительных преобразователей и структурной схемы. В качестве преобразователей используются емкостные, токовихревые и индуктивные схемы. На рис. 1.1 приведена структурная схема автогенераторного измерительного прибора с токовихревым преобразователем, включенным в колебательный контур; сигнал в виде напряжения на контуре после детектирования подается на стрелочный индикатор, регистратор либо на преобразователь аналог – код с последующим отсчетом.
Автогенераторный прибор, содержащий в диагонали моста звуковой индикаторный генератор, приведен на рисунке 6. Частота и амплитуда колебаний этого генератора зависят от уровня напряжения, подведенного к диагонали, являющегося функцией эмитерного тока автогенератора (Zвпдатчика). Генератор на транзисторах возбуждается при некотором значении напряжения, например 2 В. Если при размещении датчика на бездетекторном участке создать дисбаланс моста, равный 2.2 В, то появится звук определенного тока и интенсивности.
Рисунок 8 Схема прибора со звуковым генератором.
Если в процессе контроля электромагнитные свойства материала, толщина стенки, кривизна поверхности изменяются плавно, то происходят плавные изменения тока и интенсивности звука. Если под датчиком окажется дефект или неоднородность материала, то возникает характерный сигнал-импульс высокого тока и большого уровня. В случае отрыва датчика от материала звук исчезает.
Проведенный анализ существующих методов контроля в шинной и резинотехнической промышленности позволяет считать, что автогенераторный метод является одним из наиболее информативных методов со сравнительно простой измерительной схемой.