МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Кафедра ЭИ

Лабораторная работа №1

ФЕРРОЗОНДОВЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ В ПРИБОРАХ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ

Выполнили студенты

гр. А-15-0

.

Проверил преподаватель

Покровский А. Д.

200

1. Цель работы

Ознакомление с методикой снятия характеристики преоб­разования феррозонда-полимера и изучение серийных феррозондовых структуроскопов.

2. Содержание работы

2.1. Экспериментально снять характеристики преобразо­вания феррозонда-полимера при двух значениях тока в его обмотке возбуждения.

2.2. Изучить работу структуроскопа ИМА-4 и определить твердость образцов из стали по шкале Бринелля с помощью этого структуроскопа.

2.3. Изучить работу структуроскопа КИФМ-1 и опреде­лить процентное содержание углерода в образцах с помо­щью этого структуроскопа.

3. Методика выполнения работы

3.1. Изобразите эскиз устройства феррозонда, эскиз рас­положения феррозонда в соленоиде, схему установки и опи­шите технику проведения эксперимента.

Феррозондовый преобразователь обладает следующими параметрами:

- диаметр сердечника d = 0,4 мм;

- длина сердечника l = 6,5 мм;

- число витков обмотки возбуждения (на полузонд) w_в = 80;

- число витков измерительной обмотки (на полузонд) w_и = 120;

- расстояние между осями полузондов (база зонда) b = 3 мм;

- ток возбуждения феррозонда не должен превышать значения I_в = 100 мА, частота возбуждения феррозонда f_в = 5 кГц.

Рис. 3.1.1. Эскиз устройства феррозонда (расположенного в плексигласовом корпусе)

Для выявления характеристики преобразования ферро­зонда-полимера необходимо прежде всего создать внеш­нее равномерное постоянное магнитное поле Н_. В данной работе это поле создается в средней части соленоида. Испытуемый феррозонд (ФЗ) помещается внутрь соле­ноида в его центральной части. Равномерное маг­нитное поле, вектор напряженности которого Н_ совпадает по направлению с осью соленоида, как известно, создается током соленоида I_. Значение напряженности Н_ пропорцио­нально значению тока.

Р

1 - феррозондовый преобразователь;

2 - генератор переменного напряжения питания обмотки возбуждения феррозонда;

3 - универсальный блок, с помощью которого осуществ­ляется подключение феррозонда к генератору, измерение то­ка в обмотках возбуждения феррозонда и выделение полез­ного сигнала измерительных обмоток феррозонда;

4 - блок питания, подключенный к универсальному бло­ку и обеспечивающий работу избирательного усилителя, смонтированного в универсальном блоке;

5 - устройство для создания постоянного магнитного по­ля (соленоид);

6 - блок питания соленои­да;

7 - амперметр для измерения тока соленоида.

V₁ и V₂ - вольтметры, используемые для измерения тока воз­буждения феррозонда (с помощью вспомогательного резис­тора) и измерения выходного сигнала феррозонда.

ис. 3.1.2. Эскиз расположения феррозонда в соленоиде

Рис. 3.1.3. Схема установки

Техника проведения эксперимента:

1. Устанавливаем ток в обмотке возбуждения феррозонда.

2. Изменяя ток в соленоиде от 0 до 0.5А фиксируем значение ЭДС второй гармоники.

3. Меняем ток в обмотке возбуждения феррозонда и повторяем пункт 2.

Рис. 3.1.4. Примерный вид характеристики ФЗ

3.2. Изучите принцип действия и составьте структурную схему структуроскопа ИМА-4, используя описание этого при­бора, приведенное в приложении к данному руководству. Из­ложите последовательность операций по определению твер­дости по шкале Бринелля образцов из ферромагнитных ма­териалов. Приведите эскиз расположения объекта контроля (ОК), намагничивающего устройства и феррозонда структу­роскопа при проведении измерений.

Рис. 3.2.1. Структурная схема структуроскопа ИМА-4

ГИ – генератор импульсного тока,

С – малогабаритный соленоид, через который проходит импульсный ток, осуществляющий намагничивание ОК,

ОК – объект контроля,

ФЗ – феррозонд-градиентометр, с помощью которого осуществляется измерение градиента остаточного магнитного поля,

ВП – выносной преобразователь, в котором расположены соленоид и феррозонд,

Ф – фильтр,

БУ – блок усиления,

И – индикатор, отклонение стрелки которого служит мерой градиента остаточного магнитного поля намагниченного ОК.

Последовательность операций по определению твер­дости по шкале Бринелля образцов из ферромагнитных ма­териалов:

1. Установить преобразователь на исследуемую поверх­ность (прижать преобразователь к поверхности, при этом за­горается желтая лампочка на передней панели прибора).

2. Через 5-10 секунд после успокоения стрелки снять показа­ния по шкале прибора.

3. После трех-четырех замеров производить контроль «Калибровка».

Ось малогабаритного соленоида С, через который проходит импульсный ток, осуществляющий намагничивание, перпендикулярна к поверхности ОК. Измерение осуществляется с помощью феррозонда-градиентометра, ось которого совпадает с осью соленоида С, а полузонды расположены вдоль этой оси симметрично относительно намагничивающего соленоида.

Рис. 3.2.2. Эскиз расположения объекта контроля (ОК), намагничивающего устройства и феррозонда структу­роскопа при проведении измерений

3.3. По описанию, приведенному в приложении к данно­му руководству, изучите принцип действия, структурную схе­му и работу структуроскопа КИФМ-1. Изложите последова­тельность операций по определению процентного содержания углерода в образцах из стали при помощи этого структуро­скопа. Изобразите эскиз взаимного расположения объекта контроля (ОК), феррозонда и катушек, обеспечивающих намагничивание и размагничивание ОК.

Последовательность операций по определению процентного содержания углерода в образцах из стали при помощи структуро­скопа КИФМ-1:

1. Установить преобразователь на поверхность образца контроля.

2. Включить тумблер в положение «Измерение». После намагничивания системы включится сигнальная лампочка и стрелка левого микроамперметра отклонится влево.

3. Путем регулировки тока размагничивания установить стрелку левого микроамперметра на нулевую отметку.

4. Определить по шкале правого миллиамперметра вели­чину тока размагничивания.

5. Используя градуировочную кривую, делается вывод о процентном содержании углерода в материале.

Преобразователь представля­ет собой приставной электромагнит с П-образным магнитопроводом, на боковых сердечниках которого размещены об­мотки, осуществляющие намагничивание и размагничивание системы. Возбуждающие обмотки феррозон­да на рисунке не показаны.

Рис. 3.3.1. Эскиз взаимного расположения объекта контроля (ОК), феррозонда и катушек, обеспечивающих намагничивание и размагничивание ОК

3.4. По результатам эксперимента постройте в масштабе характеристики преобразования феррозонда, определите их рабочие диапазоны и значения коэффициентов преобразова­ния. Запишите в отчете параметры контролируемых образ­цов, полученные с помощью структуроскопов.

Результаты определения твер­дости по шкале Бринелля образцов из ферромагнитных ма­териалов при помощи структуроскопа ИМА-4:

Результаты определения процентного содержания углерода в образцах из стали при помощи структуро­скопа К ИФМ-1:

5