Московский Энергетический Институт

(технический университет)

Кафедра ЭИ

Лабораторная работа № 2

Исследование преобразователей проходного типа.

Выполнили студенты

группы А-15-0:

.

Проверил преподаватель:

Чернов Л. А.

Цель работы.

Исследование основных характеристик проходных преобразователей.

1. Домашнее задание.

1. Для цилиндрического латунного образца диаметром D=25 мм с электрической проводимостью =14 МСм/м рассчитать рабочие частоты, соответствующие значениям обобщенного параметра контроля х=2,5 и 3,5.

Обобщенный параметр ,

ОК – не магнитный материал,

R=0.5D, где D – диаметр ОК

1. Для образца, указанного в п.1, определить вносимое относительное напряжение при х=2,5 (диаметр измерительной катушки преобразователя D_и=30 мм).

Коэффициент заполнения

1. Определить приращение при увеличении диаметра на 10%, а затем при увеличении удельной электрической проводимости на 20%, используя диаграммы чувствительности и .

1. Рассчитать рабочую частоту, соответствующую значению обобщенного параметра х=3,5 для латунной трубы с наружным диаметром D₂=25 мм.

1. Определить для этой трубы при 10%-ом изменении наружного диаметра.

1. Описание лабораторной установки.

Функциональная схема лабораторной установки дана на рис. 1. При выполнение работы используется КП, фазометр типа Ф2−1, вольтметр типа В3−14, измерительный субблок, проходные преобразователи, набор образцов 201÷216 и устройство перемещения преобразователя.

Рис. 1.

1. Рабочее задание.

Пункт 1. Установить значение рабочей частоты, соответствующей значению обобщённого параметра х=2,5 для латунного цилиндра с D=25 мм и σ=14 MCм/м. Провести измерения с пятью цилиндрическими образцами диаметра 25 мм, с разными проводимостями (1,3; 5; 14; 33; 54 МСм/м) и получить на комплексной плоскости Uвн* точки, соответствующие различным значениям σ. По полученным точкам построить годограф Uвн*=f(σ).

f = 361 Гц (х = 2,5), D = 25 мм, σ = var

Образец	σ, МСм/м	Re(Uвн)	Im(Uвн)
Сталь Х18Н10Г	1,3	0,0498	-0,0053
Нерж. сталь	5	0,1691	-0,0601
Латунь	14	0,25396	-0,2654
Алюминий	33	0,21371	-0,4324
Медь	54	0,17052	-0,4825

Пункт 2. Используя латунные образцы (σ =14 MCм/м) с разными диаметрами получить годографы Uвн*=f(D) для двух значений обобщённого параметра (х=2,5 и х=3,5).

1) х=2,5, f=360 Гц				2) х=3,5, f=710 Гц
D, мм	Re(Uвн)	Im(Uвн)		D, мм	Re(Uвн)	Im(Uвн)
25	0,25603	-0,2721		25	0,22904	-0,4123
22,5	0,2074	-0,1658		22,5	0,1949	-0,2945
20	0,15255	-0,1012		20	0,16032	-0,201
17,5	0,10145	-0,0505		17,5	0,12699	-0,1219
15	0,06010	-0,0238		15	0,09023	-0,0673
12,5	0,03104	-0,0077		12,5	0,05288	-0,0258
10	0,013	-0,0022		10	0,02512	-0,0082
8	0,00555	-0,0006		8	0,01055	-0,0023

Годографы к пункту 1 и пункту 2:

x=2,5

x=3,5

Пункт 3. Для двух образцов – медного (D=25 мм, σ =54 MCм/м) и алюминиевого (D=22 мм,
σ=33 MCм/м) провести измерения при различном расстоянии края образца от измерительной катушки. По полученным точкам построить годографы влияния края.

1) Медь, D=25 мм

L, мм	Re(Uвн)	Im(Uвн)
-25	0,0248	-0,0552
-15	0,05213	-0,1362
-5	0,0658	-0,2016
0	0,096	-0,265
5	0,12033	-0,315
10	0,126	-0,416
15	0,13616	-0,4505
20	0,14726	-0,441
30	0,15833	-0,4321
40	0,16166	-0,505

2) Алюминий, D=22 мм

L, мм	Re(Uвн)	Im(Uвн)
-25	0,01837	-0,0187
-15	0,03816	-0,0462
-5	0,046	-0,0712
0	0,08084	-0,1192
5	0,10176	-0,163
10	0,12862	-0,2
15	0,14628	-0,2363
20	0,15943	-0,275
30	0,16448	-0,2928
40	0,16254	-0,2662

Пункт 4. Для образца (D=20 мм, σ=14 MCм/м) определить коэффициенты, необходимые, для расчёта диаметра и удельной электрической проводимости цилиндрического образца методом стабилизации обобщённого параметра, приняв х=2,5. Проводя измерения для шести образцов с неизвестными параметрами, определить их радиус и удельную электрическую проводимость, поддерживая неизменным обобщённый параметр х=2,5.

Расчет коэффициентов:

C1 = X² = 6,25

Расчетные формулы:

;

Образец	Re(Uвн)	Im(Uвн)	‌|Uвн|	φº	f, Гц	D, мм	, МСм/м
1	0,26472	-0,2648	0,374	-45,009	4000	25	1,256
2	0,1626	-0,1717	0,236	-46,559	1600	20	4,971
3	0,19377	-0,1968	0,276	-45,444	445	22	15,3
4	0,16901	-0,1703	0,24	-45,218	237	20	33,08
5	0,20613	-0,2034	0,29	-44,618	120	22	54,12
6	0,26006	-0,2657	0,372	-45,615	160	25	31,62

Выводы:

1. Из полученного годографа Uвн*=f(σ) для образцов с одинаковым значениями D на частоте f=360 Гц относительное вносимое напряжение изменяется с увеличением .

2. Из полученного годографа Uвн*=f(D) для образцов с одинаковыми значениями на частотах f=360 Гц и f=710 Гц видно, что относительное вносимое напряжение изменяется с уменьшением D. Кроме того, годограф относительного вносимого напряжения, изменяется с изменением рабочей частоты.

3. Получен годограф изменения относительного вносимого напряжения от влияния края образца (для медного и алюминиевого образцов одинакового диаметра) на одинаковой частоте. Из этого годографа видно, что фаза вносимого напряжения с изменением расстояния между краем цилиндра и измерительной катушкой не меняется, а меняется только амплитуда сигнала.

4. Изучен метод стабилизации обобщённого параметра. С помощью этого метода были определены параметры (D и σ) неизвестного объекта контроля. Для поддержания постоянной фазы относительного вносимого напряжения, равной 45º, варьировалась частота тока возбуждения. После этого были рассчитаны искомые параметры неизвестного объекта контроля (c помощью коэффициентов С1, С2 и измеренных значений).

5