Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Доступ платный или только для Подписчиков

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОВОДЯЩИХ МАТЕРИАЛОВ С ПОМОЩЬЮ МНОГОЧАСТОТНОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ СВЕРХМИНИАТЮРНЫХ ВИХРЕТОКОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ


https://doi.org/10.21683/1729-2646-2017-17-4-

Полный текст:


Аннотация

На основе вихретокового преобразователя трансформаторного типа изготовлена измерительная система, позволяющая оценить возможность использования вихретокового метода для поиска локальных дефектов изделий, изготовленных из сплава алюминий-магний. Приведена конструкция сверхминиатюрного вихретокового преобразователя (ВТП) трансформаторного типа с возбуждающей, измерительной и компенсационной обмотками, основанного на сердечнике пирамидальной формы, обеспечивающего локализацию магнитного поля на участке порядка 2500 мкм2 . Особенность измерительной системы состоит в возможности поиска дефектов глубокого (до 5 мм) залегания. Приведены основные параметры преобразователя, позволяющие обеспечить данную локализацию магнитного поля (форма, материал и размеры сердечников, количество обмоток и число используемых витков). В работе описан процесс подготовки и использования нескольких ВТП с различными параметрами сердечника и обмоток. Благодаря этому ВТП позволяли генерировать различное электромагнитное поле и реагировать на изменения этого поля с разной эффективностью. Установлены оптимальные размеры ВТП для решения задачи поиска дефектов в сплавах алюминий-магний (форма сердечника – пирамида, диагональ основания – 400 мкм, длина ребра – 4 мм, число витков возбуждающей обмотки – 20, измерительной – 200, компенсационной – 200±40). Описана конструкция измерительной системы и методика измерений, позволяющая определять местонахождение дефектов, имеющих линейные размеры от 0,25 мм и залегающих на глубине от 5 мм в зависимости от сигнала, получаемого с вихретокового преобразователя. Измерительная система включает в себя два сверхминиатюрных преобразователя, управляемых специальным программным обеспечением, реализованным на языке C++. Напряжение на возбуждающей обмотке создавалось при помощи генератора прямоугольных колебаний, подвергавшихся интеграции. Данная конструкция позволила создавать магнитное поле, максимально очищенное от помех. Напряжение возбуждающей обмотки варьировалось от 2 до 3 В. Выходной сигнал преобразователей подвергался обработке в аппаратной системе фильтрации, описанной в статье. Особенностью измерительной системы является синхронное изменение частоты генерации и частоты фильтрации измерительного сигнала. Благодаря этому происходит эффективное выделение полезного сигнала, несущего информацию о дефектах объекта контроля. Приведены данные, демонстрирующие зависимости амплитудной части сигнала от дефектов различных размеров, и экспериментально установлены предельные размеры дефектов, при которых данные измерения возможны. Исследовались объекты, представляющие из себя пластины алюминий-магний (Al – 94%, Mg – 3%). Изменения амплитуды линейными размерами дефектов и глубиной их залегания. Характер данных изменений позволяет определить параметры дефектов. В зависимости от размеров и глубины залегания дефектов, изменения амплитуды при прохождении преобразователя над дефектом составляли от 2,5 В (для дефекта шириной 0,25 мм, залегающего на глубине 1 мм) до 0,1 В (для дефекта шириной 0,25 мм, залегающего на глубине 5 мм).


Об авторах

С. Ф. Дмитриев
ФГБОУ ВО "Алтайский государственный университет"

доцент, кандидат технических наук, доцент кафедры общей и экспериментальной физики,

Алтайский край, Барнаул



А. В. Ишков
ФГБОУ ВО "Алтайский государственный аграрный университет"

доктор технических наук, профессор, профессор кафедры технологии конструкционных материалов и ремонта машин,

Алтайский край, г. Барнаул



А. О. Катасонов
ФГБОУ ВО "Алтайский государственный университет"

студент,

Алтайский край, Барнаул



В. Н. Маликов
ФГБОУ ВО "Алтайский государственный университет"
Россия

доктор технических наук, профессор, преподаватель кафедры общей и экспериментальной физики,

Алтайский край, Барнаул



А. М. Сагалаков
ФГБОУ ВО "Алтайский государственный университет"

доктор физико-математических наук, профессор, профессор кафедры общей и экспериментальной физики,

Алтайский край, Барнаул



Список литературы

1. Prance, R.J., Clark, T.D., and Prance, H., Ultra_low noise induction magnetometer for variable temperature operation, Sens. Actuators, vol. 85, pp. 361–364.

2. Prance, R.J., Clark, T.D., and Prance, H., Compact room_temperature induction magnetometer with super conducting quantum interference level field sensitivity, Rev. Sci. Instrum., vol. 74, pp. 3735–3739.

3. Semenov, V.S., Ryabtsev, A.P., and Mudrov, A.E., Electromagnetic flaw_detection and testing methods in Siberian Physicotechnical Institute and Tomsk State University, Vestn. Tekhn. Gos. Univ., no. 278, 2003, pp. 48–54.

4. Barbato, L., Poulakis, N., Tamburrino, A., and Theodoulidis, T., Ventre. solution and extension of a new benchmark problem for eddy current nondestructive testing, IEEE Trans. Magn., Jul. 2015, vol. 51, no. 7:1–1.

5. Rocha, Tiago J., Ramos, H.G., Ribeiro, A.L., and Pasadas, D.J., Magnetic sensors assessment in velocity Induced eddy current testing, Measurement, Feb. 2015.

6. Litvinenko A.A., RU Patent no. 2231287.

7. Lee K H, Baek M K and Park I H 2012 Estimation of deep defect in ferromagnetic material by low frequency eddy current method IEEE Transactions on Magnetics 48 3965-3968 [8] Klyuev, V.V., Nerazrushayushchii kontrol’ (Nondestructive Testing), Moscow: Mashinostroenie, 2003, vol. 2, books 1–2.

8. Malikov V.N., Davydchenko M. A., Dmitriev S. F. and Sagalakov A. M., Subminiature eddy-current transducers for conductive materials research, Proc. of Int. Conf. on Mechanical Engineering, Automation and Control Systems 2015, Tomsk

9. Dmitriev S.F., Malikov V.N., Sagalakov A.M., Shevtsova L.I. and Katasonov A.O. Subminiature eddy current transducers for studying semiconductor material, Journal of Physics: Conference Series 643


Дополнительные файлы

Для цитирования: Дмитриев С.Ф., Ишков А.В., Катасонов А.О., Маликов В.Н., Сагалаков А.М. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОВОДЯЩИХ МАТЕРИАЛОВ С ПОМОЩЬЮ МНОГОЧАСТОТНОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ СВЕРХМИНИАТЮРНЫХ ВИХРЕТОКОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ. Надежность. 2017;17(4):49-52. https://doi.org/10.21683/1729-2646-2017-17-4-

For citation: Dmitriev S.F., Ishkov A.V., Katasonov A.O., Malikov V.N., Sagalakov A.M. STUDY OF CONDUCTIVE MATERIALS BY MEANS OF A MULTI-FREQUENCY MEASUREMENT SYSTEM BASED ON MICROMINIATURE EDDY CURRENT TRANSFORMERS. Dependability. 2017;17(4):49-52. (In Russ.) https://doi.org/10.21683/1729-2646-2017-17-4-

Просмотров: 134

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1729-2646 (Print)
ISSN 2500-3909 (Online)