Исследование влияния температуры на конструктивные элементы матричного вихретокового преобразователя и разработка быстродействующих методов температурной компенсации

• Автор: Рогов, Андрей Александрович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 109 с. : ил.

ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ И ПРАКТИКИ В ОБЛАСТИ ВИХРЕТОКОВОГО МЕТОДА И СРЕДСТВ КОНТРОЛЯ
1.1 Обзор и анализ передовых разработок ВТП, их применение и пути совершенствования

1.2 Классификация ВТП

1.3. Физические процессы и основные уравнения

1.4 Типы конструкций матричных ВТП

Выводы к главе

ГЛАВА 2 ТЕОРИЯ РАСЧЕТА ПОЛНОЙ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ПОГРЕШНОСТИ МАТРИЧНОГО ВИХРЕТОКОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ
2.1 Теоретическое исследование и оценка погрешности ВТП от температурных деформаций его конструктивных элементов
2.1.1 Теоретические основы экспериментально-аналитического метода расчета температурной погрешности ВТП

2.1.2 Заменяющая схема

2.1.3 Сущность метода

2.2. Суммарная количественная оценка погрешности ВТП от температурных деформаций (температурный режим)
2.3. Теория расчета температурной погрешности, вызванной остаточными температурными деформациями элементов ВТП
2.4 Оценка погрешности от температурных деформаций элементов ВТП при случайном характере изменения температуры окружающей среды
Выводы к главе
ГЛАВА 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ДЕФОРМАЦИЮ ЭЛЕМЕНТОВ ДВУХПАРАМЕТРОВОГО ВТП
3.1. Методика проведения эксперимента для получения переходной функции
3.2. Определение параметров заменяющей схемы аппроксимацией переходной функции по методу экспонент
Выводы к главе

ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ВТП, ТЕХНОЛОГИИ ИХ МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ И БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ КОМПЕНСАЦИИ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ПОГРЕШНОСТИ
4 Л. Методы и средства расширения диапазона термостойкости элементов ВТП
4.2. Метрологическое обеспечение ВТП и методика определения его полного ресурса эксплуатации
4.2.1 Статистический способ калибровки высокотемпературного параметрического ВТП
4.2.2 Динамический способ калибровки
высокотемпературного матричного ВТП
4Л. Способ уравновешивания температурного изменения электрических параметров индуктивно-вихретокового преобразователя перемещений
Выводы к главе
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Приложение (акт внедрения и копии патентов)

В настоящее время электромагнитные методы, в частности вихретоковые, и средства вихретокового неразрушающего контроля (НК) широко используются для определения качества металлических материалов, готовых изделий из этих материалов. Реальные условия эксплуатации производственных механизмов характерны воздействию больших перепадов температур, которым естественно подвержены и средства контроля, находящиеся при диагностике и контроле качества в непосредственной близости к этим механизмам. Температурное возмущение возникает в ситуациях, когда узлы и агрегаты находятся в динамическом взаимодействии с окружающей средой или друг с другом. Подобная термодинамика особенно заметна и сказывается на надежности и работоспособности изделий на предприятиях черной и цветной металлургии, топливно-энергетического и оборонно-промышленного комплексов, сложных технических объектов - тепловых и атомных станций, нефтехимического оборудования, авиационной и ракетно-космической техники, железнодорожного, морского, речного, автомобильного и трубопроводного транспорта.
Для решения задач вихретокового НК в дефектоскопии, структуроско-пии, толщинометрии, при измерении физико-химических свойств и геометрических размеров деталей и изделий используются большое количество различных типов портативных и стационарных приборов и установок, созданных отечественными и зарубежными фирмами: НИНИН МНПО «Спектр», МЭИ, МГАПИ, Технотест (Москва), Интротест (Екатеринбург), ВНИИНК, Волна (Кишинев), Ультрасон (Киев), Институт д-ра Ферстера, Фишер, Роман (Германия), Zetec, Centurion NDT, ЕСТ, Nortek (США), Hoking (Англия), Интерконтроль (Франция) и др. [1-10].
Сегодня развитие и совершенствование вихретокового метода и средств контроля обусловлено ростом объемов диагностики сложных объектов, работающих в температурно-изменяющихся условиях, их малогабаритностью, выдвигающие высокие требования к точности и достоверности контроля их
Ц (*■) = Х4 ехР (-кт)^-+И^-Ц°л ехр(-^г) (2-12)
М о!, ы ор) н
Если температура среды вокруг части элементов изменяется по экспоненциальному закону, выражение переходной функции еще более усложняется, но все же останется суммой некоторого числа экспоненциальных зависимостей.
В тех случаях, когда нельзя пренебречь влиянием температурной деформации элемента на передаточное отношение от этого элемента до показывающего или записывающего устройства, т.е. когда ф/ф- или ф/ф,- не является постоянной, соответствующие экспоненциальные зависимости несколько исказятся, но практически искажения всегда будут малы по сравнению с погрешностями экспериментального определения переходной функции.
Работы, проведенные в [22] по выделению из экспериментальной переходной функции составляющих экспоненциальных зависимостей, показали, что выделение таких зависимостей возможно, если коэффициенты в показателях степени различаются не менее, чем в 2...3 раза, а следовательно, сумма экспонент с близкими показателями степени (различающимися менее, чем в двое) может быть аппроксимирована с помощью одной экспоненциальной зависимости с промежуточным по величине показателем степени, и, таким образом, экспериментальная переходная функция, представляющая в действительности сумму большого числа экспоненциальных зависимостей, может быть аппроксимирована с помощью небольшого числа, часто всего только двух экспонент.
2.2. Суммарная количественная оценка погрешности ВТП от температурных деформаций (температурный режим)
Оценка суммарного воздействия на ошибку измерения всех источников температурной погрешности представляет собой сложную и не всегда с достаточной достоверностью разрешаемую задачу, поскольку чаще всего не имеется достаточных исходных данных. В ряде случаев при использовании измерительного средства производить при наличии очень ограниченных данных и в силу этого она является приближенной.