SU1093962A1

SU1093962A1 - Method of checking eddy-current thickness gauges

Info

Publication number: SU1093962A1
Application number: SU833536247A
Authority: SU
Inventors: Василий Васильевич Сухоруков; Елена Николаевна Рябцева
Original assignee: Московский Ордена Ленина И Ордена Октябрьской Революции Энергетический Институт
Priority date: 1983-01-07
Filing date: 1983-01-07
Publication date: 1984-05-23

Abstract

СПОСОБ ПОВЕРКИ ВИХРЕТОКОВЫХ ТОЛ1Ф1ЯОМЁРОВ, заключающийс в том, что на преобразователь толщиномера воздействуют переменным магнитным полем обмотки имитадии нормированного сигнала, регистрируют показани повер емого толщинок(ера, сравнивают их с заданным значением толщины и по результатам сравнени определ ют погрешность пове) емого толщиномера, отличающийс тем, что, с целью повышени точности поверки, предварительно преобразователь повер емого толщиномера устанавливают коаксиально с обмоткой имитации нормированного сигнала на фиксированном осевом рассто нии от нее, измер ют взаимные индуктивности измерительной обмотки преобразовател и обмотки имитации нормированного сигнала, измерительной и возбуждак цей обмоток преобразовател , а также обмотки имитации нормированного сигнала и возбуждающей обмотки преобразовател , сравнивают полученные значени с значени ми вз имншг индуктивноетей, из (Л С меренных аналогично дл преобразовате образцового толщиномера, и учитагвают результат сравнени при оценке погретдности толщиномера. THE METHOD OF TESTING OF VORTEX RELIABLE TOL1F1YOMERS, which means that the thickness gauge transmitter is affected by a variable magnetic field of the normalized signal simulation winding, record the readable thickness (Ver, compare it with the specified thickness value and calculate the figure of the unit and measure the unit. that, in order to improve the accuracy of the calibration, the pre-converter of the gaugeable thickness gauge is installed coaxially with the imitation winding of the normalized signal la at a fixed axial distance therefrom, measured mutual inductance of the measuring coil of the transducer and winding simulation of the normalized signal, measuring and vozbuzhdak Tsey winding transformer, and the normalized signal simulating winding and exciting transducer coil compares the received values with the values taken imnshg induktivnoetey, from (L C) is measured similarly for the conversion of the standard thickness gauge, and take into account the result of the comparison when assessing the surface thickness gauge.

Description

Изобретение относитс к методам измерительной техники и может быть использовано при проведении метрологических испытаний вихретоковых приборов неразрушающего контрол . Известен способ калибровки вихретокового толщиномера, заключающийс в том, что в области чувствительности преобразовател создают магнитное поле, сходное по структуре с полем, создаваемым образцом, регистрируют гармонические составл ющие сигнала и сравнивают их значение с эталонным 1 . Недостатком данного способа вл етс отсутствие контрол пригодноети первичного Г7)еобразовател . Наиболее близким к изобретению вл етс способ поверки вихретоковых толщиномеров, заключающийс в том, что на преобразователь толщиномера воздействуют переменным магнитным полем оёмотки имитации нормированного сигнала, регистрируют показани повер емого толщиномера, сравнивают их с заданным значением толщины и по результатам сравнени определ ют погрешность повер емого толщиномера 2. Недостатком известного способа вл етс мала точность контрол из-за того, что поверке не подвергаетс преобразователь прибора отдельно от самого прибора. Целью изобрет ени вл етс повы гаение точности контрол . Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу поверки вихретоковых толщиномеров, заключающемус в том, что на преобразователь толщиномера взаимодействуют переменным маг нитным полем обмотки имитации нормированного сигнала, регистрируют показани повер емого толщиномера, сравнивают их с заданным значением тблщины и по результатам сравнени определ ют погрешность повер емого -толщиномера, предварительно преобразователь повер емого толщиномера устанавливают коаксиально с обмоткой имитации нормированного сигнала на фиксированном осевом рассто нии от нее, измер ют взаимные индуктивности измерительной обмотки преобразова тел и обмотки имитации нормированно го сигнала, измерительной и возбужда ющей обмоток преобразовател , а такж обмотки имитации нормированного сигнала и возбуждающей обр. преобразовател , сравнивают полученные значени со значени ми взаимных индуктивностей , измеренных аналогично дл преобразовател образцового толщиномера , и учитывают результат срав нени при определении погрешности толщиномера. На чертеже представлена блок-схема реализации способа с использованием повер емого вихретокового тол-. щиномера и устройства дл поверки. Вихретоковый толщиномер содержит генератор 1 тока, преобразователь, включающий возбуждающую 2 и измерительную 3 обмотки, блок 4 обработки и индикации сигн.ала. Устройство дл п.оверки содержит обмотку 5 имитации нормированного сигнала, переключатель 6, усилитель 7 с регулируемым комплексным коэффициентом усилени , имеющий сигнальный 8 и управл ющий 9 входы, микроконтроллер 10 и цифро1аналоговый преобразователь 11. Обмотка 5 имитации нормированного сигнала подключена к выходу усилител 7 через переключатель 6. Сигнальный вход усилител 7 подключен к генератору 1 тока повер мого толщиномера. Управл ющий вход 9 усилител 7 через цифроаналоговый преобразователь 11 подключен к выходу микроконтроллера 10. Измерительна обмотка 3 преобразовател соединена с входом блока 4 обработки и индикации. Вход микроконтроллера 10 соединен с выходом блока 4 обработки и индикации повер емого прибора. В случае аналогового прибора между блоком 4 и микроконтроллером 10 включен аналого-цифровой преобразователь . Усилитель 7 с управл емым комплексным коэффициентом усилени представл ет собой стандартный усилитель с регулируемым коэффициентом усилени и фазорегул тор. В качестве микроконтроллера 10 используетс микро-ЭВМ, например Электроника С5-12. Блок 4 обработки и индикации представл ет собой стандартный блок, вход щий в состав повер емого прибора. Обмотка 5 имитации сигнала выполнена из материала с высоким удельным сопротивлением, например из манганина, с числом витков, равным номинальному числу витков возбуждак цей обмотки преобразовател . При поверке вихретоковых толщиномеров с проходным преобразователем обмот- ку имитации сигнала выполн ют с диаметром, меньше диаметра преобразовател прибора в случае наружного преобразовател прибора, и больше диаметра преобразовател прибора в случае внутреннего преобразовател . Дл обеспечени максимального взаимодействи между обмоткой имитации сигнала и обмоток преобразовател повер емого прибора зазор выбираетс минимальным, но достаточным дл свободного перемещени обмотки имитации сигнала и преобразовател прибора . Поверку вихретоковых толщиномеров производ т следунлдим образом.The invention relates to methods of measurement technology and can be used when conducting metrological tests of eddy current instruments of non-destructive testing. A known method for calibrating an eddy current thickness gauge is that, in the sensitivity region of the transducer, a magnetic field is created that is similar in structure to the field created by the sample, the harmonic components of the signal are recorded, and their value is compared with the reference value 1. The disadvantage of this method is the lack of control over the suitability of the primary G7 e-generator. The closest to the invention is a method for calibrating eddy current thickness gauges, which means that the thickness gauge transducer is acted upon by a variable magnetic field of a normalized signal imitation winding, record the readable thickness gauge, compare them with a predetermined thickness value, and determine the error of the thickness gauge 2. The disadvantage of this method is low control accuracy due to the fact that the instrument converter is not subjected to verification separately from the instrument itself. instrument. The purpose of the invention is to increase the accuracy of control. The goal is achieved by the method of checking eddy current thickness gauges, which consists in the fact that the thickness gauge transducer is interacted with a variable magnetic field of the normalized signal simulation winding, the read thickness gauge is recorded, compared with the specified value of the thickness and the results are determined thickness gauge, a pre-converter of the gaugeable thickness gauge is installed coaxially with the winding imitation of the normalized signal th e axial distance therefrom, measured mutual inductance measuring coil winding bodies and transformation simulate th normalized signal, and the measuring transducer is excited winding guide, and the normalized signal and the exciting coil simulate arr. the converter, compare the obtained values with the values of the mutual inductances measured similarly for the converter of the standard thickness gauge, and take into account the result of the comparison when determining the error of the thickness gauge. The drawing shows a block diagram of the implementation of the method using a rotatable eddy current layer. gauge gauge and calibration device. The eddy current thickness gauge contains a current generator 1, a transducer including exciter 2 and measuring 3 windings, unit 4 for processing and signaling of a signal. The device for checking contains a normalized signal simulation winding 5, a switch 6, an amplifier 7 with adjustable complex gain, having a signal 8 and controlling 9 inputs, a microcontroller 10 and a digital-to-analog converter 11. A winding 5 of a normalized signal simulation is connected to the output of the amplifier 7 through switch 6. Signal input of amplifier 7 is connected to generator 1 of current of the current thickness gauge. The control input 9 of the amplifier 7 is connected via a digital-to-analog converter 11 to the output of the microcontroller 10. The measuring winding 3 of the converter is connected to the input of the processing and display unit 4. The input of the microcontroller 10 is connected to the output of the processing and indication unit 4 of the device being scanned. In the case of an analog device, an analog-to-digital converter is connected between block 4 and microcontroller 10. Amplifier 7 with controlled complex gain is a standard amplifier with adjustable gain and phase control. As a microcontroller 10, a microcomputer is used, for example, an electronics C5-12. The processing and display unit 4 is a standard unit that is part of the instrument to be checked. The signal simulation winding 5 is made of a material with a high specific resistance, for example, manganin, with the number of turns equal to the nominal number of turns of the transmitter winding. When calibrating eddy current gauges with a transducer throughput, the signal simulation winding is performed with a diameter smaller than the transducer diameter of the device in the case of an external transducer of the device, and larger than the diameter of the transducer of the device in the case of an internal transducer. In order to maximize the interaction between the signal simulation winding and the windings of the instrument converter, the clearance is chosen to be minimal, but sufficient for the free movement of the signal simulation winding and the instrument converter. Verification of eddy current thickness gauges is performed in the following way.

Преобразователь повер емого прибора и обмотку 5 имитации сигнала размещают коаксиально на фиксированном рассто нии, причем в случае , если преобразователь накладного типа, преобразователь помещают на обмотку 5, если преобразователь внутреннего проходного типа вставл ют .преобразователь внутрь обмотни 5, а если преобразователь наружного-проходного типа, обмотку 5 вставл ют в преобразователь. Посредством переключател 6 обмотку 5 имитации сигнала соедин ют с выходомThe transducer of the device being tested and the winding 5 of the signal simulation are placed coaxially at a fixed distance, moreover, if the transducer is of the surface type, the transducer is placed on the winding 5, if the transducer of the internal passage type inserts the transducer inside the winding 5, and if the transducer of the external pass-through Type, winding 5 is inserted into the transducer. Through switch 6, the signal simulation winding 5 is connected to the output

усилител 7. Возбуждающую обмотку 2 преобразовател повер емого толщиномера замыкают накоротко, изменением коэффициента усилени усилител 7 устанавливают фиксированное значение-тока Ij в обмотке 5 имитации нормированного сигнала, измер ют действующее значение напр жени Од измерительной обмотки 3 преобразовйтел повер емого прибора и определ ют взаимную индуктивность Mji, измерительной обмотки 3 преобразовател и обмотки 5 имитации сигнала по формулеamplifier 7. The excitation winding 2 of the transducer of the rotatable thickness gauge is short-circuited, by changing the gain of the amplifier 7, a fixed value Ij is established in the winding 5 of the normalized signal simulation, the effective voltage Od of the measuring winding 3 of the transformer is measured, and the mutual inductance is measured Mji, measuring winding 3 transducer and winding 5 signal simulation by the formula

м -У1 lim-1 li

где f - частота тока возбуждени .where f is the frequency of the excitation current.

Затем возбуждающую обмотку 2 преобразовател подключают к генератору 1 повер емого толщиномера, а обмотку 5 имитации сигнала отключают от усилител 7. Измер ют действующие значени тока возбуждени 1 и начального напр жени U измерительной обмотки 3 преобразовател повер емого толщиномера при отсутствии воздействи на преобразователь внешних переменных магнитных полей или электропровод щих объектов и наход т взаимную индуктивность измерительной 3 и возбуждаю-.Then the exciter winding 2 of the converter is connected to the generator 1 of the verified thickness gauge, and the signal simulation winding 5 is disconnected from the amplifier 7. The effective values of the excitation current 1 and the initial voltage U of the measuring winding 3 of the converter of the gauge thickness gauge in the absence of external variables of the variable magnetic field are measured. fields or electrically conductive objects and find the mutual inductance of the measuring 3 and exciting-.

щей 2 обмоток преобразовател по2 windings of the converter

формулеformula

,- Uu, - Uu

а 25 f li.Затем измер ют действующее значение напр жени U между выводами обмотки 5 имитации сигнала и определ ют взаимную индуктивность Maf обмотки 5 и возбуждающей обмотки 2 преобразовател повер емого толщино мера по формулеand 25 f li. Then, the actual value of the voltage U between the terminals of the signal simulation winding 5 is measured, and the mutual inductance Maf of the winding 5 and the exciting winding 2 of the transducer of the thickness to be measured is determined by the formula

23FfV 23FfV

Если в результате сравнени значений измеренных взаимных индуктивное тей Млт. , fi и Мз) со значени ми взаимных индуктивностей, измеренных аналогичным путем дл образцового толщиномера, преобразователь прибора признаетс прошедшим первый этап поверки, прибор калибруют , устанавливают рабочий режим, азатем с помощью программы микроконтроллера 10 через цифроаналоговый преобразователь 11 последовательно устанавливают значени комплексного коэффициента усилени усилител 7 такими, чтобы напр жение, вносимое в измерительную обмотку 3 преобразовател было равно напр жению, вносимому объектом контрол заданной толщины, сравнивают показани повер емого прибора с заданным значением толщины и по результатам сравнни определ ют погрешность повер емго толщиномера.If as a result of comparing the values of measured mutual inductive tei Mlt. , fi and Мз) with the values of mutual inductances measured in the same way for an exemplary thickness gauge, the instrument converter is recognized as having passed the first verification stage, the instrument is calibrated, the operating mode is set, then using the microcontroller 10 program, the complex gain factor is set by digital-to-analog converter 11 7 such that the voltage applied to the measuring winding 3 of the converter is equal to the voltage introduced by the control object of a given thickness The strains compare the readings of the instrument to the specified thickness and, based on the results of the comparison, determine the error of the gauge thickness gauge.

Использование изобретени дает возможность проводить поверку приборов без образцовых мер, позвол ет ускорить процедуру поверки, а в случае использовани микроконтроллера значительно уменьшает погрешность иза неопытности оператора. Кроме того , изобретение обеспечивает проверку взаимозамен емости преобразователей .The use of the invention makes it possible to calibrate devices without exemplary measures, speeds up the calibration procedure, and in the case of using a microcontroller, significantly reduces the operator's inexperience error. In addition, the invention provides verification of the interchangeability of transducers.

Claims

METHOD FOR CHECKING VORTEX-THICK THICKNESS METERS, namely, that the thickness gauge transducer is exposed to a variable magnetic field winding simulating a normalized signal, the readings of the calibrated thickness gauge are recorded, they are compared with the specified thickness value and the accuracy of the calibrated thickness gauge is determined by the results of comparison, which differs in that, for the purpose of accuracy of verification, the pre-converter of the calibrated thickness gauge is installed coaxially with the winding of the simulation of the normalized signal at f the axial distance from it, the mutual inductances of the measuring winding of the converter and the simulation winding of the normalized signal, the measuring and exciting windings of the converter, as well as the windings simulating the normalized signal and the exciting winding of the converter are measured, the obtained values are compared with the values of the mutual inductances, measured similarly for the converter reference thickness gauge, and unify the result of the comparison when assessing the error of the thickness gauge. .

ί