Лекции (Лекции, набранные в Worde), страница 2

Лекция 4

Форма объекта исследования.

1. В виде кольца

. Есть симметрия и нет погрешности эксперимента. Недостатком является разное Н1 и Н2, если свойства материала были бы линейны, то проблемы бы не было. Если материал изотропный и однородный, то проблем не будет. В качестве материалов используются химически чистые вещества, сплавы после закалки и прокатки.

1. Длинный образец

. Если достаточно велико, то влияние размагничивающих факторов становится достаточно мало. . Если материал не изотропный, тогда часто применяют, но, вообще-то говоря, очень редко используют этот метод.

1. Использование магнитопровода.

Используют конструкционной и электротехнической сталей. , где - погрешность. Нмп можем найти зная индукцию.

Образец не сложен в изготовлении, может быть применен для анизотропных образцов.

Самым главным источником погрешности является немагнитный зазор. На нем происходят основные потери.

ФЕРРОГРАФ

КАРТИНКА

n- число витков.

Образец надо брать тонким. На осциллографе – динамическая петля гистерезиса, на переменном токе – вихревые токи, которые вносят погрешности и петля становится более широкая и зависит от частоты.

Глубина проникновения . Таким образом сечение должно быть миллиметровым.

Электрическая схема баллистической установки.

КАРТИНКА

С помощью R1 можем менять напряженность поля Н. Установили некоторую напряженность, размыкаем К и смещаемся по петле.

С помощью А2 узнаем точку, куда попадаем. А по петле Н пройти, чтоб магнитная стабилизация с помощью П1 произошла.

Ключ нужен, чтобы попасть в нужную точку.

БГ – баллистический гальванометр. при - может меняться, т.е. необходимо откалибровать, т.е. получить значение баллистической постоянной. Если ток по первой обмотке не проходит, то вторая обмотка просто вносит дополнительное сопротивление. А когда импульс тока по первой обмотке – то с помощью М можно определить наводимую ЭДС в значении - и определить баллистическую постоянную. КЗ БГ – это чтобы на 0 его установить. БГ не имеет противодействующего момента в своей подвижной системе. Если нет тормозящего момента, то подобно маятнику будет раскачиваться достаточно долго. Чтобы ускорить этот процесс, внешнюю цепь закорачивают.

ЭТАПЫ:

1. Предварительное размагничивание образца.

А) смотрим марку материала и в справочнике ориентировочно определяем значение Hs (чтобы определить диапазон)

Б) отключаем БГ (иначе он будет дергаться при размагничивании и может сгореть)

В) П2 включаем на образец

Г) П1 установили в к-л положение, т.е. вправо.

Д) К замыкаем

Е) по А1 установили ток, соответствующий значению Hs или больше. (через закон полного тока)

Ж) размагничиваем.

На переменном токе размагничивается только поверхностный слой с глубиной не превышающий глубину поглащения.

1. Устанавливаем требуемое значение тока (т.е. напряженности поля в образце)

2. Как только ток меняем, необходимо проводить стабилизацию.

3. Подключаем БГ (к измерительной обмотке, там нет тока пока)

Где -первый отброс стрелки.

1. Отсчет показаний БГ

2. Увеличиваем ток и, начиная с пункта 3, все повторяется.

БГ показывает Обязательно должно выполняться условие

Включили на первую обмотку, в ней наводятся ЭДС.

Проинтегрируем данное выражение , получаем, что . М известно, отклонение пропорционально импульсу тока. Определяем для этой цепи. (который определяет БГ)

Погрешности измерения:

1. Погрешность определения магнитной индукции.

2. Погрешность определения

3. Погрешность определения напряженности.

Суммарная погрешность установки: погрешность определения кривой B(H)=6-8%

Если объект находится между полюсов или в соленоиде, то

Существуют переменные ЭМП: ВТ пока малы, , тогда 1сл) Переменное поле (нет постоянного) Н мала, укладывается в начальный линейный участок. Здесь надо определить , т.к. участок практически линеен. 2сл) Переменное и постоянное поле (с помощью ПМ не создается, а с помощью соленоида создается) . а) Если велико настолько, что в пределах синусоиды нелинейность существенна, то получается гармонический ряд. - метод высших гармоник.

б) мало, тогда участок почти линеен, можно использовать метод суперпозиции.

в) Есть ВТ, будем иметь следующее , тогда

- это у нас получается Эллипс. Соответственно чем больше будет частота, тем больше будет влияние эллипса.

Постоянная составляющая никак не скажется на ВТ датчике, только упадет значение

1. Магнитный порошок (МП).

В чистом виде не является преобразователем. Способ получения информации: визуализация магнитных полей рассеяния. 80% всего магнитного контроля осуществляется с помощью МП.

2) Магнитография (МГ)

Используют для визуализации магнитных полей рассеяния над дефектом. Доступен для последовательной обработки и остается документ испытания.

3) Феррозондовые преобразователи – устройство, которое преобразует Н в электрический сигнал. Обладает высокой чувствительностью (Самой лучшей из всех) при применении в НК.

4) Гальваномагнитные преобразователи (ГМ). Это фактически есть ПХ- преобразователи Холла. В основном применяют в толщинометрии (чувствительность не очень высокая)

5) Индукционные преобразователи (И) – физически – это катушка. Применяют в дефектоскопии чаще, чем в чем то другом).

6) Пондеромоторный (ПМ)

Используется эффект возникновения сил в ЭМП. Применяют для толщинометрии.

7) Магниторезистивный (МР) – преобразует В и Н в величину электрического сопротивления. Применяют редко из-за низкой чувствительности, однако этот метод не требует отдельного источника питания по сравнению с ПХ.

8) Магнитооптический (МО) – преобразует поле в видимое изображение. (Очень высокая чувствительность и высокая разрешающая способность)

Индукционный преобразователь

Этот индукционный преобразователь дает усредненное значение по сечению

Если возбуждающий ток синусоидальный, то имеет смысл использовать индукционный преобразователь. А если ток равен

1А – это сразу говорит о том, что индукционный преобразователь не подходит, т.к.

С постоянным током нельзя использовать индукционный преобразователь.

Чем выше гармоники, тем выше амплитуда на выходе и погрешность будет нарастать.

От изменения температуры будет меняться площадь сечения.

= конструктивные, внешние условия, с какой точностью задается параметр. Индукционный преобразователь работает в режиме ХХ.

Феррозондовые преобразователи.

ФП – преобразует напряженность магнитного поля в напряжение

Выглядит он следующим образом

Это 2 ферромагнитных сердечника, на них намотаны возбуждающая и измерительные катушки.

Используются 2 типа феррозондов:

1. для измерения напряженности поля – полемер

2. Градиентометр

1) Для полемера ВК включены встречно, питаются от источника переменного тока и создают в сердечниках переменное поле. ИК выполнены согласно, если включили возбуждающий ток и Ho=0, то выходной сигнал = 0

Но увеличивается, В увеличивается, следовательно, и ЭДС увеличивается за счет увеличения индукции и вторая гармоника увеличится, кривая идет вверх. Вышли на точку насыщения – сама индукция большая, но переменная составляющая маленькая из-за насыщения, следовательно, производная мала и кривая будет уменьшаться.

У ФЗ выходная характеристика нелинейна – это существенный минус.

ФЗ использовать нецелесообразно, при определении степени намагничивания ОК, нужна предварительная оценка. Целесообразно использовать при измерении малых полей.

Постоянное Но – оно может медленно изменяться, но важно, что период изменения внешнего поля много больше периода возбуждения поля: , следовательно по крайней мере в 10 раз д.б. меньше, т.е. до 100Гц.

ФЗ применяют:

ФЗ обладает высокой чувствительностью

1. Геологоразведка, где определяют магнитные аномалии на поверхности почвы.

2. Определение магнитного поля Луны

3. Авиационный компас – определение магнитного поля в самолете.

Применение ФЗ полемера:

1. Для оценки степени размагничивания детали после контроля

2. Для контроля в автономном режиме труб при изготовлении ФЗ ставят перпендикулярно трубе и вращают.

Градиентометр

Конструктивно, градиентометр, тоже самое, что и полемер, но другое включение катушек

Ведет измерение либо

Выходное напряжение рассчитывается по формуле