- отримані основні співвідношення для розрахунку очікуваних вихідних електричних сигналів трансформаторного електромагнітного перетворювача з контрольованим трубчастим виробом, які дозволяють вибрати вимірювальну апаратуру для реалізації двохпараметрового контролю параметрів труби в широкому діапазоні їхньої зміни.

Апробація дисертації.

Основні результати роботи доповідалися на:

- II Міжнародній науково-технічній конференції - школі-семінарі молодих вчених аспірантів і докторантів "Спорудження, конструкції, технології і будівельні матеріали ХХI століття", Белгород, 1999 р.;

- 12й Міжнародній школі-семінарі "Перспективні системи керування на залізничному, промисловому і міському транспорті", Харків, 1999 р.;

- II Міжнародної науково-технічної конференції "Метрологія та вимірювальна техніка", Харків, 1999 р.

Публікації: основні результати дисертації опубліковані в 7 наукових працях, у тому числі 4 статті в наукових журналах і 3 роботи в працях міжнародних науково-технічних конференціях.

Структура дисертації. Дисертаційна робота складається зі вступу, чотирьох розділів, заключення, списку використаних джерел та додатків. Повний обсяг дисертації складає 188 сторінок: 38 ілюстрацій на 29 стор., 6 таблиць на 6 стор., додаток на 22 стор., список літератури містить 102 найменування на 9 стор.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступній частині зазначена актуальність теми дослідження, відмічено зв'язок роботи з науковими темами, вказана мета дисертаційної роботи та сформульовані основні задачі дисертації, показана наукова новизна та її практичне значення, розглянуто особистий внесок автора у друкованих працях із співавторами, наведена апробація роботи та структура дисертації.

У першому розділі проаналізовано відомі методи та пристрої для визначення електромагнітних і геометричних параметрів виробів у змінних магнітних полях. Наведено конструкції різних видів датчиків для неруйнівного контролю виробів різних конфігурацій. Розглянуто двох і трьох параметрові методи і засоби електромагнітного контролю магнітної проникності, питомої електричної провідності і радіусу суцільних циліндричних виробів і зразків у повздовжніх та поперечних зондуючих магнітних полях. Відмічена важливість багатопараметрового контролю виробів, який дає можливість одержати повну інформацію про об'єкт контролю. Встановлено, що методи і перетворювачі для визначення магнітних, електричних та геометричних параметрів трубчастих феромагнітних, слабомагнітних і немагнітних виробів недостатньо описані в існуючій літературі. Останній фактор надав поштовх подальшої розробки таких методів і засобів, які і розглянуті у цій дисертації.

У другому розділі розглянуто електромагнітний метод і реалізуючі його установки з трансформаторним ТЕМП і параметричним ПЕМП перетворювачами для безконтактного контролю відносної магнітної проникності r і питомої електричної провідності циліндричних трубчастих виробів і зразків.

На рис. 1 показаний зовнішній вигляд прохідного електромагнітного перетворювача з циліндричним трубчастим виробом. Як видно, всередині перетворювача існують 3 змінних магнітних потоки Ф1, Ф2 і Ф3, тобто у повітряному зазорі, у стінці труби і у повітряному середовищі всередині труби, відповідно. На основі рівнянь Максвела і закону Ома було наведено рівняння дифузії синусоїдального за часом магнітного поля у провідну трубу. Рішення цього рівняння з граничними умовами дало можливість одержати співвідношення для визначення розподілу напруженості магнітного поля у стінці і всередині труби. Проінтегрував це співвідношення за поперечним перерізом труби, знайдемо вирази для магнітних потоків Ф2 и Ф3. узявши геометричну суму цих двох потоків знайдемо вираз для розрахунку сумарного магнітного потоку Ф23 у стінці та всередині трубчатого виробу. Після цього був введений комплексний параметр , який характеризує питомий нормований магнітний потік у трубі на одиницю r.

, (1)

, (2)

Зазначено, що berх-, beiх-, berу-, beiу-, - функції Кельвіна нульового і першого порядків від аргументів, узагальнених параметрів х і у, причому

, (11)

, (12)

а і b - зовнішній і внутрішній радіуси труби; f - частота змінення магнітного поля.

Зв'язок між параметрами х і у здійснюється виразом

, (13)

де d - товщина стінки труби; тобто d=а-b.

Функції Кельвіна протабульовані у довідковій літературі. Тому можна знайти універсальні залежності фазового кута та модуля параметра K від х при різних значеннях d/a для феромагнітних труб (з r50, практично важливий випадок). Ці залежності представлені на рис. 2 і 3.

Аналогічні залежності фазового кута і модуля K від х для різних d/a були одержані при використанні немагнітних труб.

На основі універсальних функцій =f(х) і K=f(х) можна розробити алгоритм сумісного визначення значень r і матеріалу трубчастих виробів. Цей алгоритм, який характеризує метод фіксованої частоти, заключається у наступному. При заданому зовнішньому радіусі а, відношення d/a і частоти зміни магнітного поля, вимірюють фазовий кут , а по ньому, використовуючи залежність від х (див. рис. 2) знаходять параметр х, і далі на основі функції K=f(х) при тому ж відношенні d/a визначають параметр K, а потім при знайденому параметрі х, і відомому коефіцієнті заповнення , а також за виміряними значеннями ерс Е23 і Е03 знаходять з урахуванням (1) магнітний параметр виробу r із співвідношення

Страницы: 1, 2, 3, 4