Файл: Lek_1-5_Cher.pdf

Накладные вихретоковые преобразователи с различными видами катушек

Комбинированный ВТП с проходной возбуждающей и накладной измерительной обмотками

Кроме этих основных типов ВТП применяются вихретоковые преобразователи специальных конструкций для контроля пространственного положения изделий, измерения параметров вибраций, скорости движения объектов, их угловых и линейных смещений.

Кольца Гельмгольца

В зоне между возбуждающими и катушками ВК1 и ВК2 радиальные составляющие вычитаются,

осевые сонаправлены

В центре нет радиальной составляющей, а только осевая. Смещение преобразователя или ОК не приводит к изменению поля и не влияет на сигнал ИК.

Рисунок 14

Накладные преобразователи (а, г, д, л, м, н), наиболее универсальные

Рисунок

17

Рисунок 21

Недостаток влияние температуры т.к.: - температурный коэффициент сопротивления провода намотки.

По способу соединения обмоток преобразователя

Абсолютные

Дифференциальные

Абсолютные

p – параметр ОК (). Сигнал зависит от значения параметров ОК. Uи(p).

Рисунок 22

Дифференциальные

Сигнал зависит от разности параметров

Рисунок 23

Можно подключить к одному генератору, но можно и к разным, тогда два разных питания.

Экран компьютера на разных частотах:

Рисунок 24

Эта система используется для разбраковки по маркам стали. Для дефектоскопии используется следующая система самосравнения (сравнивают рядом расположенные участки ОК):

Сравнение накладных и проходных

Тема 3.

Основные уравнения и граничные условия электромагнитного поля в электропроводящей среде

Уравнения Максвелла Уравнения для векторного потенциала А Вопросы для самоконтроля:

Уравнения Максвелла

, где - плотность полного тока

H , B - вектора напряженности и индукции магнитного поля

σ – удельная электрическая проводимость [МСм/м]

, E - вектора напряженности и индукции электрического поля - абсолютная диэлектрическая проницаемость среды - диэлектрическая постоянная

- магнитное поле может перемещаться относительно проводящей среды индуцируются токи

- вектор скорости среды относительно магнитного поля с индукцией

- ток, создаваемый внешними источниками

Рассмотрим случай хорошо электропроводящей среды, неподвижной относительно магнитного поля:

- это соотношение всегда выполняется для проводников (металлов, сплавов, графитов)

т.к. поле неподвижно относительно среды Получается упрощенное выражения для :

– абсолютная магнитная проницаемость

– зависит от напряженности магнитного поля; если напряженность H=H(t), то и

– дифференциальная магнитная проницаемость

Получим новую систему уравнений Максвелла для данного конкретного случая

Сведем все к уравнению относительно напряженности магнитного поля H

Для однородного объекта

т.к. , то

- известная величина Воспользуемся тем, что , тогда и, т.к.

Нельзя считать, что не зависит от координат, т.к. в ферромагнетике в разных слоях объекта различная магнитная проницаемость, из-за разной величины поля

Уравнение справедливо, т.к. в последней скобке:

Т.о. Получаем уравнение второго порядка:

Этот случай описывает переменное магнитное поле для ферромагнитной и

Получилось однородное линейное параболическое уравнение (уравнение теплопроводности = уравнение Фурье)

{везде полагалось, что H=H(t)} Если

.

H m – мнимая составляющая тогда

– уравнение Гельмгольца

Глубина проникновения плоской электромагнитной волны

- величина, обратно пропорциональная квадрату глубины проникновения

Допущения для уравнения Гельмгольца Это справедливо только для гармонического поля и только для линейной среды

Это справедливо только для области, где сторонние токи отсутствуют Граничные условия (ГУ)

{начальных условий нет, т.к. это квазистационарный случай} На границе раздела двух сред:

Рисунок 28

Получили краевую задачу и ГУ для нее.

Уравнения для напряженности магнитного поля Hи и векторного потенциала А

Из определения векторного потенциала :

(1)

Используя определение и второе уравнение Максвелла :

Если использовать, что

(2)

Если ротор вектора равен нулю, то мы имеем . Некоторые скалярные величины

– векторное поле

– потенциальное поле

Тогда:

U – скалярная функция

Т.к. U - произвольная скалярная функция, мы можем положить . Это удобно, т.к. очевидно:

(3)

Векторный потенциал определен с точностью до grad произвольной скалярной функции.

Первое уравнение Максвелла

(4)

(5)

Получили:

Не каждый вектор есть grad скаляра

В нашем случае Окончательное выражение

(6)

это параболическое линейное уравнение 2го порядка или неоднородное уравнение

Фурье

В случае монохроматического поля, если

(7)

Физический смысл векторного потенциала достаточно условен

Если представить систему ферромагнитных бесконечных нитей и намагнитить их, то поле вокруг нитей:

Рисунок 29 Вносим электрон, он отклоняется. Почему? Все равно нулю, кроме векторного

потенциала , создаваемого внутренней индукцией.