Диференціальний вихорострумовий перетворювач для контролю параметрів немагнітних виробів

Ключові слова: вихорострумовий перетворювач, двохпараметровий контроль, магнітне поле, радіус, електропровідність, методична похибка.

Сомхиева О.С. Дифференциальный вихретоковый преобразователь для контроля параметров немагнитных изделий. - Рукопись.

Диссертация посвящена вопросам разработки и исследования двухпараметровых электромагнитных методов и реализующих устройств для бесконтактного одновременного контроля электрических и геометрических параметров сплошных немагнитных изделий в зондирующих магнитных полях различной ориентации. Разработан алгоритм и модификации вихретокового метода одновременного контроля радиуса и электропроводности немагнитных изделий на основе использования трансформаторного, параметрического и комбинированного преобразователей в абсолютном и дифференциальном вариантах. Рассмотрены модификации двухпараметрового дифференциального метода с отстройкой одного параметра от другого и без такой отстройки. Разработаны схемы включения двухпараметровых ТЭМП, ПЭМП и КЭМП, работающих в дифференциальном варианте и получены экспериментальные результаты совместного определения двух параметров немагнитных изделий на конкретных образцах. Получены соотношения для расчёта методических погрешностей совместных измерений радиуса и удельной электрической проводимости цилиндрических изделий дифференциальными вихретоковыми преобразователями различных типов.

В работе решены важные задачи создания электромагнитных бесконтактных методов и реализующих их устройств для совместного неразрушающего контроля магнитных, электрических и геометрических параметров сплошных цилиндрических изделий в зондирующих магнитных полях различной ориентации.

На основе полученных в работе точных и приближённых соотношений, связывающих параметры изделия с электрическими сигналами преобразователя введены специальные нормированные комплексные параметры и установлены универсальные функции преобразования, которые позволяют исследовать образцы и изделия в широком диапазоне изменения их параметров.

Разработан ряд алгоритмов, позволяющих совместно определять радиус а и удельную электрическую проводимость цилиндрических изделий.

Рассмотрен двухпараметровый вихретоковый метод и его модификации для одновременного определения радиуса и электропроводности цилиндрического немагнитного проводящего изделия в абсолютном варианте с помощью трансформаторного, параметрического и комбинированного преобразователей.

Путём использования универсальных функций преобразования и разработанных алгоритмов созданы дифференциальные вихретоковые методы совместного контроля а и немагнитных образцов с использованием двух модификаций (с отстройкой одного параметра от другого и без такой отстройки). Разработаны алгоритмы измерительных и расчётных процедур для реализации этих методов.

Описаны электрические схемы установок для двухпараметрового контроля цилиндрических образцов, основанные на использовании ТЭМП, ПЭМП и КЭМП; на этих установках получены результаты экспериментов по определению двух параметров (радиуса и электропроводности) образцов при контроле их с помощью дифференциальных ТЭМП и ПЭМП с продольным магнитным полем и КЭМП с поперечным полем. Результаты измерений разработанными и контрольными методами хорошо согласуются между собой.

Оценены аппаратурные и методические погрешности определения в абсолютном и дифференциальном вариантах двух параметров немагнитного изделия, вызванные точностными характеристиками измерительных приборов и нелинейностью универсальных функций преобразования. Показано, что во всех случаях использования таких преобразователей с точки зрения достижения малых значений результирующих аппаратурных погрешностей существует оптимальный диапазон изменения обобщенного параметра х, который включает в себя радиус, электропроводность и частоту магнитного поля. При этом результирующие погрешности измерения радиуса и электропроводности не превышают 0,5% и 2% в оптимальном диапазоне х2,5.

Определены пределы применимости дифференциальных и абсолютных электромагнитных методов и реализующих их преобразователей для контроля геометрических и магнитных параметров цилиндрических немагнитных изделий.

Описаны частные случаи использования дифференциального ТЭМП для раздельного контроля электропроводности или радиуса изделия;

Даны примеры практического использования разработанных методов и средств для контроля параметров бурильных и обсадных труб в нефтегазодобывающей промышленности, а также для определения параметров труб на атомных станциях и других предприятиях, где были внедрены результаты данной работы (см. документы в приложении, подтверждающие внедрение).

Ключевые слова: вихретоковый преобразователь, двухпараметровый контроль, магнитное поле, радиус, электропроводность, методическая погрешность.

Somkhieva O.S. Differential vortex-current transformer for the control of parameters of non-magnetic wares. - Manuscript.

The dissertation is devoted to questions of development and research two-parameter electromagnetic methods and realizing devices for the non-contact simultaneous control of electric and geometrical parameters of continuous non-magnetic products in probing magnetic fields of various orientation. The algorithm and updating vortex-current a method of the simultaneous control of radius and electric conductivity not magnetic products is developed on the basis of use of the transformer (TEMC), parametrical (PEMC) and combined (CEMC) converters in absolute and differential variants. Updating two-parameter a differential method with offset one parameter from another and without such offset are considered. The schemes of actuation of two parameters TEMC, PEMC and CEMC are designed, working in differential version and the experimental outcomes of joint definition of two parameters of non-magnetic wares on concrete samples are obtained. Parities for calculation of methodical errors of joint measurements of radius and specific electric conductivity of cylindrical products differential vortex-current are received by converters of various types.

Keywords: vortex-current transformer, two-parameter control, magnetic field, radius, electrical conductivity, methodical error.