Вихретоковые преобразователи вибрации

Измерение параметров вибрации методом вихревых токов основано на регистрации изменений электромагнитного поля в зависимости от зазора между возбуждающей вихревые токи электрической катушкой и электропроводящей поверхностью изделия. На интенсивность и характер распределения вихревых токов, возбуждаемых на поверхности вибрирующего объекта, кроме контролируемого зазора, существенное влияние оказывает толщина токопроводящего слоя, магнитная проводимость материала. Как известно, глубина проникновения магнитного поля (на этой глубине поле уменьшается до 5%) в материал определяется формулой

,

где ω – частота магнитного поля, μ – магнитная проницаемость материала объекта, γ – электрическая проводимость материала объекта.

На низких частотах (50 Гц) для меди и алюминия значение Z_0,05 составляет около 10 мм, на высоких частотах (500 кГц) глубина проникновения уменьшается до 0,1 мм. Как правило, частота тока питания вихретоковых преобразователей более 300 кГц.

Метод контроля вибрации с помощью вихревых токов обладает существенными преимуществами. Он является практически безинерционным, а пределы измерения частот вибраций лежат в диапазоне от нуля до сотен килогерц. Диапазон измерения амплитуды вибраций находится в пределах 10^-9 ÷ 10^-3 м. Метод позволяет проводить контроль при удалении преобразователя от регистраторов на сотни метров. Вихретоковые преобразователи имеют малое внутреннее сопротивление, нечувствительны к вибрациям поперечного направления и могут градуироваться статическим путем, не требуя применения калибровочных стендов и образцовой измерительной аппаратуры.

Методы измерения температуры

Температурой называется статистическая величина, характеризующая тепловое состояние тела и пропорциональная средней кинетической энергии молекул тела. За единицу абсолютной температуры принимается Кельвин (К). Относительная температура может быть представлена в градусах Цельсия (ºС) либо в градусах Фаренгейта (Европа и США). Нуль шкалы Кельвина равен абсолютному нулю, поэтому все температуры по этой шкале положительные.

Нуль шкалы Цельсия равен 273,16 К, а нуль шкалы Ференгейта 305,16 К и поэтому они могут быть и положительны и отрицательны. Связь шкалы по Фаренгейту и по Цельсию: .

Температуру измерить непосредственно нельзя. Ее определяют косвенно – по изменению физических свойств различных тел. Практический диапазон: 1,5 ÷10⁵ К.

Разработана международная практическая температурная шкала (МПТШ-68), по которой установлен ряд реперных точек при давлении Р = 101325 Па:

0 К– абсолютный нуль;

13,81 К – тройная точка водорода;

20,28 К – точка кипения водорода;

27,102 К – точка кипения неона (Ne);

54,36 К – тройная точка кислорода;

90,188 К – точка кипения кислорода;

273,16 К – тройная точка воды , (P= 610 Па);

373,16 К – точка кипения воды;

692,73 К – точка затвердения цинка;

1235,08 К – точка затвердения серебра;

1337,58 К – точка затвердения золота.

Выделяют семь шкал (участков):

1 – (1.5 ¸ 4.2) К (супернизкие температуры): их измеряют по давлению паров гелия-4;

2 – (4.2 ¸ 13.8) К (германиевый терморезистор);

3 – (13.8 ¸ 273.16) К (платиновый терморезистор);

4 – (273.16 ¸ 903.89) К (платиновый терморезистор);

5 – (903.89 ¸ 1337. 58) К (платинародий-платиновая термопара);

6 – (133.58 ¸ 2800) К (пирометры);

7 – (2800 ¸ 100000) К (спектральные методы).

Для измерения температуры могут использоваться разные датчики расширения, использующие температурное расширение жидких, газообразных и твердых тел.