Таблица 1. Режимы контроля

Режим	Частота, кГц	Амплитуда, В	Для каких задач и с каким ВТП используется
00	300	0,01	Исходный, для безопасного включения
01	150	2	Дефектоскопия с мультидифференциальным ВТП
02	100	2	Дефектоскопия с дифференциальным ВТП, измерение электропроводности
03	2,5	2	Толщинометрия с дифференциальным ВТП
04	0,25	2	Толщинометрия с дифференциальным ВТП

Переход к выбранному режиму осуществляется нажатием кнопки «LOAD».

При необходимости значение частоты может быть скорректировано путем нажатия кнопки «FREQ», выбором шага изменения частоты кнопками и вращением ручки энкодера. Коррекция значения амплитуды напряжения не рекомендуется.

5. 
   Запуск программы вычислительного преобразования.
   

Для входа в программу вычислительных преобразований для выполнения пунктов 4.1 – 4.5 программы лабораторной работы необходимо запустить файл «СВК-03_Толщиномер.vi» на рабочем столе компьютера. После запуска файла на экране появится панель измерений системы вихретокового контроля СВК-03 (рис.9).

П
рограммное обеспечение системы вихретокового контроля написано с использованием пакета программ LabView. Интерфейс программы содержит стандартные инструменты управления LabView, кнопку «Balance» для дополнительной компенсации начального напряжения, комплексную плоскость для графического отображения результатов измерения, панели цифрового отображения текущих значений действительной и мнимой комплексных составляющих, амплитуд и фаз относительных вносимых напряжений, кнопку «Save», для записи текущих значений ReŪ_вниImŪ_вн, поле «deltaPhase» для задания начального фазового сдвига вносимого напряжения, а также кнопку «Write», для остановки программы и сохранения в файл результатов измерений.

6. 
   Работа системы СВК-03 в режиме измерений.
   

---

Пуск программы и вход в режим измерений осуществляется нажатием кнопки «RUN»:



Дополнительная компенсация выходного напряжения ВТП осуществляется нажатием кнопки «Balance». При этом ВТП устанавливается либо на диэлектрическую поверхность в удалении от электропроводящих объектов (компенсация начального напряжения ВТП), либо на объект контроля (компенсация вносимого напряжения ВТП при фиксированных влияющих параметрах контроля). В результате балансировки точка на комплексной плоскости ВТП должна иметь координаты [0; 0].

Начальный фазовый сдвиг вносимого напряжения задается путем установки ВТП на объект из феррита. Поскольку феррит имеет высокое электрическое сопротивление и на используемых частотах характеризуется минимальными потерями на вихревые токи, то вносимое напряжение ВТП в этом случае не должно иметь действительной составляющей. Этого можно добиться регулировкой начального фазового сдвига вносимого напряжения в поле «deltaPhase» (рис. 10).

Д

ля записи текущих значений ReŪ_вниImŪ_вниспользуется кнопка «Save», при каждом нажатии которой происходит сохранение результатов измерений и вывод результата на комплексную плоскость (желтым цветом). На рис. 11 показан пример отображения семи значений .
Для дальнейшей идентификации результатов измерений следует перед нажатием кнопки «Save» задать «Параметр» контроля, например значения зазора или толщины объекта контроля.

После проведения всех необходимых измерений производится нажатие кнопки «Write». Система предложит сохранить файл с записанными данными в формате Excel в выбранной папке.

Выход из системы СВК-03 осуществляется закрытием окна программы LabView.

7. 
   Для входа в программу вычислительных преобразований для выполнения пунктов 4.11 – 4.14 программы лабораторной работы необходимо запустить файл «СВК-03_Дефектоскоп.vi» на рабочем столе компьютера.
   

П
осле запуска файла на экране появится второй вариант панели измерений системы вихретокового контроля СВК-03 (рис.12). Отличие этого варианта от первого заключается в наличии дополнительных индикаторов и органов управления: индикатора «Defect», полей задания пороговых значений амплитуды «Threshold» и фазы «Ph1» и «Ph2» вносимого напряжения. На комплексной плоскости эти пороговые значения отражаются соответственно в виде окружности и в виде прямых, проходящих через начало координат.

---

Работа системы СВК-03 в режиме измерений по второму варианту программы обработки сигналов измерительной информации незначительно отличается от описанного ранее первого варианта.

Отличие заключается в наличии во втором случае подпрограммы ASD  автоматической сигнализации дефекта. Индикатор наличия дефекта загорается в случае одновременного выполнения трех условий (рис. 13):

, (4)

г
де U_п, ₁, ₂ – заданные пороговые значения амплитуды и фазы вносимого напряжения.

3. 
   Методические рекомендации для выполнения программы лабораторной работы.
   
   1. 
      Для выполнения п. 4.1 программы используется набор плоских диэлектрических образцов различной толщины из диапазона . Значение толщины электропроводящего образца выбирается из диапазона .
      

Здесь и далее значение амплитуды начального напряжения, необходимое для нормирования вносимого напряжения, определяется при размыкании цепи компенсационной обмотки в кабеле подключения ВТП.

2. 
   Для выполнения п. 4.2 программы используется набор плоских электропроводящих образцов различной толщины из диапазона . Значение зазора ВТП выбирается из диапазона .
   
3. 
   Для выполнения п. 4.3 программы используется ВТП ПН-05-ТД 01 и набор плоских электропроводящих образцов с различной удельной электрической проводимостью из диапазона .
   
4. 
   Для исследования краевого эффекта осуществляется приближение ВТП к краю плоского электропроводящего образца. Строится годограф от изменения расстояния до края x₀(рис. 8), зависимости и . Значения толщины электропроводящего образца и зазора выбираются из диапазонов и .
   
5. 
   Нахождение аппроксимирующих функций может быть осуществлено с использованием среды MathCad.
   

---

6.5.1. Для нахождения полиномиальной аппроксимации для массивов значений аргумента X и функции Y используется стандартная функция

, (5)

где n – степень полинома (рекомендуется ).

Коэффициенты полинома третьей степени

(6)

являются элементами матрицы

. (7)

6.5.2. Для нахождения экспоненциальной аппроксимирующей функции

(8)

для массивов значений аргумента X и функции Y используется стандартная функция

(9)

Коэффициенты b, c, d являются элементами матрицы v.

6. 
   Полученные по результатам выполнения п. 4.4 и п. 4.5 графики функций и строятся в одних координатных осях с соответствующими функциями .
   

Далее определяются погрешности аппроксимации:

(10)

и средние ошибки аппроксимации:

. (11)

7. 
   При выполнении п. 4.11 – 4.14 используются ВТП ПН-12-МДФ01 и частота тока возбуждения 150 кГц. В случае использования других ВТП должна использоваться соответствующая частота тока возбуждения из рекомендованного диапазона (таблица 2).
   

Таблица 2. Рекомендации по применению

ВТП дефектоскопа

Тип ВТП	Диаметр рабочей части, мм	Диапазон частот, кГц	Назначение
ПН-06-МДФ01 (мультидифференциальный)	6	500 – 1500	Дефектоскопия по гладкой поверхности
ПН-07-МДФ01 (мультидифференциальный)	7	300 – 600	Дефектоскопия по гладкой поверхности с зазором до 0,5 мм
ПН-09-МДФ01 (мультидифференциальный)	9	250 – 400	Дефектоскопия с зазором до 5 мм, в защитном корпусе
ПН-12-МДФ01 (мультидифференциальный)	12	100 – 250	Дефектоскопия по грубой поверхности с зазором до 7 мм, в защитном корпусе
ПН-10-ТД (абсолютный сбалансированный)	9	40 – 120	Дефектоскопия по грубой поверхности с зазором до 3 мм, в защитном корпусе
ПН-05-ТД 01 (абсолютный сбалансированный)	3	400 – 600	Дефектоскопия по гладкой поверхности с зазором до 0,5 мм

---

Для экспериментальных исследований используются плоские образцы из ферромагнитной стали и дюраля с искусственными дефектами (прорезями) известной глубины из диапазона (0,1…3) мм.

Зазор ВТП задается использованием диэлектрических пластинок различной толщины из диапазона .

8. 
   Для исследования краевого эффекта осуществляется приближение ВТП к краю плоского электропроводящего образца. Строится зависимость . Значение зазора выбирается из диапазона .
   
9. 
   Аппроксимация полученных зависимостей и оценка погрешности аппроксимации производится аналогично п. 6.5.
   

7. Содержание отчета

1. 
   Название работы.
   
2. 
   Цель работы.
   
3. 
   Программа работы.
   
4. 
   Схема экспериментальной установки.
   
5. 
   Основные соотношения, примеры расчетов.
   
6. 
   Результаты экспериментов и расчетов, оформленные в виде таблиц.
   
7. 
   Графики зависимостей.
   
8. 
   Выводы.
   

Литература

1. 
   Гольдштейн А.Е. Физические основы получения информации: учебник Томск: Изд-во ТПУ, 2010. – 292 с.
   
2. 
   Гольдштейн А.Е., Абрашкина И.А. Физические основы измерительных преобразований. Моделирование измерительных преобразований и решение практических задач: Учебное пособие / А.Е. Гольдштейн, И.А. Абрашкина – Томск: Издательство томского политехнического университета, 2012. − 143 с.
   
3. 
   Неразрушающий контроль. Справочник / под ред. В.В. Клюева: в 8 томах. Т 2: в 2-х кн.: Кн. 1: Контроль герметичности. Кн. 2: Вихретоковый контроль. – М.: Машиностроение, 2003. – 688 с.
   
4. 
   Руководство пользователя Mathcad. 2017 – http://old.exponenta.ru/soft/Mathcad/usersguide/chapter12/12_4.asp
   

Отделение контроля и диагностики Инженерной школы неразрушающего контроля и безопасности

Составитель: профессор ОКД ИШНКБ, д.т.н. А.Е. Гольдштейн

---

Смотрите также файлы

• .doc

• Являлся ли Черный мор главной причиной крестьянских восстаний в Европе.docx

• Основные черты законов Хаммурапи.docx

• Сро 8 Тип микроскопа.docx

• Общая тематика Контекстная реклама.docx