Електромагнітні методи і пристрої для сумісного визначення магнітних, електричних, геометричних параметрів та температури провідних виробів (теорія і розробки)

Наведені вище, нові універсальні функції перетворювання надано в дисертації у широкому діапазоні змінення відносної магнітної проникності rt феромагнітних плоских виробів, що зондуються магнітним полем кратних частот ПВД. Слід відзначити, що використання кратних частот магнітного поля ПВД під час здійснення чотирипараметрового контролю феромагнітних плоских виробів, приводить до суттєвого спрощення алгоритмів вимірювальних та розрахункових процедур.

На основі цих функцій перетворювання, створено чотирипараметровий вихорострумовий безконтактний метод контролю параметрів феромагнітних плоских виробів, при цьому запропонований алгоритм контролю чотирьох параметрів циліндричних і плоских виробів, що зондуються магнітним полем кратних частот ПВД, практично не відрізняється, а суттєво відрізняються тільки функції перетворювання.

Перша функція перетворювання має такий аналітичний вигляд

,(21)

де і - питомі вносимі нормовані електричні опори обмотки ПВД з феромагнітним плоским виробом на першій і другій кратних частотах змінення зондуючого магнітного поля.

Далі при відомому фазовому куті внп1t, отримано другу функцію перетворювання для ПВД з плоским виробом

.(22)

Наприклад, на рис. 3 - 5 представлено залежності відношення від внп1t, від внп1t, а також хп1t від внп1t для феромагнітних пластин (rt = 1,2; 1,3; 1,5; 2) при використанні ПВД, працюючого на кратних частотах.

За першою функцією перетворювання, тобто , знаходять величину rt плоского виробу, за допомогою другої функції перетворювання знаходять спочатку величину форм-фактора , що надає можливість визначити площу поперечного перерізу S0t пластини, після цього, використовуючи залежність хп1t від внп1t для ПВД з плоским виробом, було визначено питому електричну провідність феромагнітного плоского виробу, що зондується магнітним полем кратних частот, при різних температурах

.(23)

Формулу для визначення температури t феромагнітної пластини знайдено у вигляді

,(24)

де dk і hk - відповідно товщина і ширина каркасу ПВД з плоским виробом, що зондується магнітним полем кратних частот.

У пЧятому розділі вдосконалено існуючий вихорострумовий контактний метод визначення електромагнітних параметрів циліндричного виробу за рахунок сумісного контролю величин rt і t з температурою t (при якій визначаються ці параметри), за допомогою теплового вихорострумового контактного робочого перетворювача КРП. На фрагментах універсальних функцій перетворювання, відомих раніше, поставлені температурні крапки для t = 20; 60; 100; 150; 180С.

Створено контактний резистивно-індуктивний трипараметровий вихорострумовий метод сумісного контролю магнітної проникності rt, питомого електричного опору t і температури t феромагнітного циліндричного виробу.

Цей метод засновано на нових універсальних функціях перетворювання, отриманих для теплового КРП (при цьому, в дисертації знайдено розрахункові і графічні залежності параметрів теплового КРП), наприклад, графічні залежності надано на рис. 6 а, б.

Формула для визначення температури через знайдені величини параметрів теплового КРП має вигляд

.(25)

Розглянуто методику оцінювання відносних похибок вимірювань параметрів rt, t і t циліндричного феромагнітного виробу при використанні теплового КРП, за допомогою якого реалізується контактний резистивно-індуктивний трипараметровий вихорострумовий метод, отримано чисельні значення відносних похибок вимірювань трьох параметрів виробу, наприклад, при чисельні значення цих похибок склали відповідно: rt/rt = 0,4%, t/t = 1,08%, t/t = 3,75%. Побудовано залежності rt/rt, t/t і t/t від температури t циліндричного феромагнітного виробу.

Одержана формула для визначення температури t циліндричного виробу через знайдені величини rt і t, при розгляді контактного екстремального вихорострумового методу контролю параметрів циліндричного виробу, яка має вигляд

,(26)

де х1t - значення залежного від температури, узагальненого параметру при екстремумі.

Досліджено чутливість вихорострумового контактного малогабаритного робочого перетворювача з частотним виходом, причому середня чутливість складає 49 Гц/С. Знайдено сталі часу контактного робочого перетворювача КРП при проходженні по циліндричному виробу постійного і змінного за часом електричного струму, а також при дослідженні широкого частотного діапазону змінного струму. Із одержаних результатів випливає, що при протіканні постійного струму через циліндричний виріб, стала часу КРП є максимальною і дорівнює Тк= = 2,09 мс; при f = 80 Гц, = 1,52 мс; при f = 600 Гц, = 0,315 мс; при f = 1100 Гц, = 0,194 мс. Також було знайдено сталі часу КРП на змінному струмі при різних температурах виробу, а саме: t = 20, 100, 150С. При цьому = 0,6 мс (t = 20С); = 0,32 мс (t = 100С); = 0,19 мс (t = 150С), у даному випадку відповідно використовувалися частоти струму 231,6 Гц, 411,7 Гц, 643,3 Гц.

У шостому розділі було досліджено вплив домінуючої домішки вуглецю на кількісні значення електромагнітних параметрів і еквівалентно на температуру циліндричних сталевих виробів, при зміненні відсоткового складу вуглецю у сталі А-20 від 0,1 до 5,5%. Показано, що з ростом відсоткового складу вуглецю відносна магнітна проникність і питома електрична провідність зменшуються з r 196,52 при домішки С = 0,1% до 116,85 при С = 5,5%, а від 0,732·107 См/м (С = 0,1%) до 0,531·107 См/м (С = 5,5%), таким чином, зменшення величин r і складає приблизно 40% і 31% відповідно. Встановлено, що підвищення складу домінуючої домішки вуглецю приводить до зростання питомого електричного опору і як слід, до зменшення узагальненого параметру х, а це в свою чергу, означає, що збільшення відсоткового складу вуглецю еквівалентно зростанню температури, наприклад, якщо нагріти чистий метал до температури 150С, то це буде еквівалентно підвищенню відсоткового складу вуглецю від 0,1% до 5,5%.

Досліджено тепловий екранний вихорострумовий трубчастий пристрій. Створено екранний вихорострумовий чотирипараметровий метод сумісного контролю відносної магнітної проникності rt, питомої електричної провідності t, температури t феромагнітної труби і коефіцієнта згасання ht синусоїдального повздовжнього магнітного поля у трубчастому виробі.

На рис. 7 представлено схему екранного вихорострумового трубчастого пристрою, яка включає до себе: К - каркас з намагнічувальною обмоткою; С - соленоїд; ГП - гріючий пристрій для змінення температури феромагнітної труби; ЕВД - екранний вихорострумовий датчик, який знаходиться в середині труби; ДСН - джерело синусоїдальної напруги; ВЧ - вимірювач частоти; КВ - котушку взаємоіндуктивності; ВФ - вимірювач фази; ФТ - феромагнітний трубчастий зразок; ВН і ВН1 - вимірювачі напруги; А - амперметр.

Під час роботи пристрою вимірювач напруги ВН визначає ЕРС, яку наводить ЕВД, тобто ЕРС Е3t, ЕРС Е0 вимірюється з вторинної обмотки котушки взаємоіндуктивності КВ і регіструється вимірювачем напруги ВН1, а потім подається до вимірювача фази ВФ, при цьому котушка взаємоіндуктивності КВ дозволяє вимірювати фазовий кут 3t між ЕРС Е0 і Е3t, який регіструється ВФ, гріючий пристрій ГП змінює температуру феромагнітної труби.

Перед усім, для проведення подальших досліджень треба знати магнітний потік в середині труби, фазовий кут зсуву 3t, магнітну індукцію труби, а також ЕРС ЕВД Е3t, причому всі ці величини у даному випадку, залежать від температури трубчастого виробу, що нагрівається.

Величину rt визначають за формулою

,(27)

де Н0 - напруженість магнітного поля зовні труби, параметри якої контролюються на основі згасання магнітного поля; Sд - площа поперечного перерізу ЕВД; Wд - число витків ЕВД; d - товщина стінки феромагнітної труби, а - зовнішній радіус трубчастого виробу, що нагрівається, b - його внутрішній радіус; ft - частота змінення поля, яка залежить від температури.

Формула для визначення питомої електричної провідності t трубчастого виробу, що нагрівається, має вигляд

.(28)

Вираз для знаходження температури феромагнітної труби має вигляд

.(29)

При цьому для визначення температури труби пропонується використовувати умову постійного значення глибини проникнення магнітного поля , у свою чергу, змінення електромагнітних параметрів від впливу температури можна компенсувати шляхом варіації частоти магнітного поля.

Наведено формулу для визначення коефіцієнта згасання ht, яка має вигляд

.(30)

Розглянуто одинарний індуктивний перетворювач з магнітопроводом, у повітряному зазорі якого контролюються товщини листів, плоских виробів, стрічок та діаметри прутків до 5 мм.

У шостому розділі досліджено можливість застосування теорії контактного робочого перетворювача КРП до контролю параметрів плазмового стовпа люмінесцентної лампи стандартного типу: довжина l = 0,9 м, діаметр d = 40 мм. Показано, що плазмовий стовп сильно рідкий в середині лампи і має середній питомий електричний опір пл = 0,0657 Омм, це приводить до того, що необхідно збільшувати частоту змінного струму до 10 МГц, щоб отримати значення хпл = 0,52, при цьому використовується основна гармоніка магнітного поля. Встановлено, що ефективний радіус плазмового стовпа апл = 15 мм, тобто він менший за радіус лампи а = 20 мм, оскільки на внутрішній поверхні скла лампи існує охолодження плазми. Розглянуто можливість використання теорії роботи теплового КРП стосовно контролю параметрів феромагнітної рідини (машинного мастила з дисперсним феромагнітним порошком). Трубка, яка зроблена зі скла, разом з феромагнітною рідиною і повздовжнім електричним струмом у даному випадку є КРП, оскільки струм створює своє магнітне поле, то феромагнітні частки порошку притягуються одна до одної, створюючи монолітну структуру стрижня. При використанні теплового КРП розвЧязана задача сумісного визначення rtр, радіусів рідини а1р і а2р (на двох частотах f1 = 95621 Гц і f2 = 175521 Гц), величини tр при різних температурах, а також температури t феромагнітної рідини.

Чисельні значення магнітних, електричних, геометричних параметрів феромагнітної рідини склали відповідно: r20С р = 54,84; а1р = 9,1310-3 м, а2р = 8,7610-3 м; р20С=3,510-4 Омм, р60С = 3,95810-4 Омм, р100С = 4,415910-4 Омм, р160С = 5,102810-4 Омм; значення температур феромагнітної рідини склали: , , , ; , , , . Розглянуто трипараметровий контроль розчину сірчаної кислоти.

У дисертації було виконано розрахунки методичної і інструментальної складових достовірності контролю, а також загальної достовірності контролю при нормальних законах розподілу вимірювальних величин та похибок вимірювання. Показано, що запропоновані у дисертації багатопараметрові вихорострумові методи контролю параметрів провідних виробів, дозволяють підвищити достовірність контролю у порівнянні зі існуючими вихорострумовими методами.

Запропоновано варіант автоматизації процесу непрямих багатопараметрових вимірювань на прикладі сумісного визначення радіуса a, відносної магнітної проникності , питомого електричного опору t і температури t провідних виробів.

ВИСНОВКИ

У дисертації створено теоретичні узагальнення і нові рішення науково-практичної проблеми, суть якої полягає у тому, що існуючі методи та засоби контролю параметрів провідних виробів і речовин мають низьку достовірність за рахунок того, що не враховують температуру, при якій визначаються електромагнітні параметри обЧєктів, що контролюються, а також за рахунок того, що не відомі динамічні та статичні характеристики різного типу теплових вихорострумових датчиків з різною орієнтацією магнітного поля.

Таким чином, отримані нові науково-обґрунтовані теоретичні та практичні результати є значним досягненням для розвитку теорії і практики вихорострумових методів та пристроїв неруйнівного контролю, що їх використовують.

Основні результати роботи:

Надано теоретичне обґрунтування визначенню динамічних характеристик безконтактних і контактних теплових вихорострумових датчиків. Досліджена динаміка нагріву повітряного шару між нагрівачем та виробом при зміненні температури нагрівача стрибком і періодично, наведено формулу, яка характеризує поведінку нагріву повітряного шару у порівнянні з нагрівом стрибком нагрівача; при зміненні прирощення температури нагрівача періодично визначено стаціонарне, нестаціонарне і повне рішення диференційного рівняння, яке описує процес нагрівання повітряного шару; визначено сталу часу і час установлення процесу нагріву повітряного шару, які склали відповідно Тпов = 0,6275 с, уст = 2,8865 с. Досліджено перехідні процеси нагріву циліндричного суцільного виробу при зміненні температури повітряного шару стрибком і періодично, знайдено сталу часу циліндричного виробу при зміненні температури повітряного шару стрибком, яка складає Тв = 5,45 с, а час установлення процесу нагріву уст = 25 с. Показано також, що при зміненні прирощення температури повітряного шару періодично амплітуда прирощення температури виробу зменшується, а фазовий кут цього прирощення відстає від фазового кута прирощення температури повітряного шару. Досліджено відпрацювання тепловим вихорострумовим перетворювачем загального випадку змінення температури зовнішнього середовища. Знайдено сталі часу намагнічувальних обмоток трансформаторного вихорострумового датчика (ТВД) або параметричного вихорострумового датчика (ПВД), при зондуванні феромагнітного виробу постійним і змінним синусоїдальним магнітним полем, встановлено, що при використанні постійного поля, стала часу складає Тп = 3,8810-3 с, а при зондуванні виробу змінним магнітним полем Тп.екв = 1,9110-3 с. При цьому сталі часу розглянутих перетворювачів є значно меншими у порівнянні зі тепловими сталими часу циліндричних виробів, що, у свою чергу, дозволяє здійснювати контроль температури виробів у кожний момент часу.

Удосконалено існуючі вихорострумові методи визначення геометричних і електромагнітних параметрів трубчастих, суцільних циліндричних та плоских виробів за рахунок сумісного контролю магнітних, електричних, геометричних параметрів разом з температурою, що, у свою чергу, дозволило підвищити достовірність контролю виробів різних конфігурацій. При цьому дослідження здійснювалися за допомогою теплового трансформаторного вихорострумового датчика (ТВД). Наведено формулу для визначення температурного коефіцієнта опору (ТКО), який може бути невідомим, при цьому ТКО визначається по результатах вимірювання двох значень температури t і t1, до яких здійснюється нагрівання виробу. Отримано формули для визначення температури (при якій здійснювався контроль електромагнітних параметрів) виробів різної форми. Знайдено результати експериментальних досліджень параметрів dt, t і t мідного і алюмінієвого зразків для окремого випадку трипараметрового сумісного контролю геометричних, електричних і температурних параметрів немагнітних зразків при реалізації удосконаленого в дисертації вихорострумового методу.

Створено чотирипараметровий екстремальний вихорострумовий метод сумісного контролю радіуса а, відносної магнітної проникності rt, питомого електричного опору t і температури t феромагнітних циліндричних виробів, який засновано на здійсненні повної компенсації ЕРС теплового ТВД без виробу. Наведено основні співвідношення для визначення чотирьох параметрів виробів.

Вперше запропоновано чотирипараметровий вихорострумовий безконтактний метод сумісного контролю параметрів феромагнітного плоского виробу: відносної магнітної проникності rt, питомої електричної провідності t, площі поперечного перерізу пластини dht і температури t, заснований на зондуванні феромагнітної пластини магнітним полем кратних частот теплового ТВД.

Отримано нові універсальні функції перетворювання для параметричного вихорострумового датчика (ПВД), що працює на кратних частотах магнітного поля зондуючого феромагнітні циліндричні вироби та пластини. Для широкого діапазону змінення відносної магнітної проникності rt, створено алгоритм чотирипараметрового вихорострумового контролю циліндричних виробів, що зондуються магнітним полем кратних частот ПВД.

Створено чотирипараметровий вихорострумовий метод контролю феромагнітних плоских виробів, який засновано на нових універсальних функціях перетворювання, отриманих для ПВД з феромагнітними плоскими виробами, що зондуються магнітним полем кратних частот.

Удосконалено існуючий вихорострумовий контактний метод визначення rt і за рахунок сумісного контролю електромагнітних параметрів феромагнітного циліндричного виробу з температурою t, причому реалізація цього трипараметрового контактного вихорострумового метода, здійснюється на основі теплового вихорострумового контактного робочого перетворювача (КРП). Досліджено відомі універсальні функції перетворювання КРП з урахуванням змінення температури виробу. Отримано формулу для визначення температури при якій контролюються електромагнітні параметри виробу.

Створено контактний резистивно-індуктивний трипараметровий вихорострумовий метод контролю феромагнітних циліндричних виробів на основі отриманих у дисертації, універсальних функцій перетворювання для теплового КРП. Отримано формулу для визначення температури t циліндричного виробу через величини rt і t, при розгляді контактного екстремального вихорострумового методу контролю параметрів циліндричних виробів. Визначено сталі часу КРП при проходженні по циліндричному виробу постійного і змінного за часом електричного струму, а також при дослідженні широкого частотного діапазону змінного струму, також було знайдено сталі часу КРП на змінному струмі для різних температур циліндричного феромагнітного виробу.

Досліджено вплив домінуючої домішки вуглецю на кількісні значення магнітних, електричних параметрів і еквівалентно на температуру сталевих виробів, показано, що з ростом відсоткового складу вуглецю від 0,1% до 5,5% магнітна проникність і питома електрична провідність зменшуються: r з 196,52 при домішці С = 0,1% до 116,85 при С = 5,5%, а з 0,732·107 См/м (С = 0,1%) до 0,531·107 См/м (С = 5,5%), таким чином, зменшення величин r і складає приблизно 40% і 31% відповідно. Встановлено, що збільшення відсоткового складу вуглецю у сталі А-20 еквівалентно зростанню температури, наприклад, якщо нагріти чистий метал до температури 150С, це, у свою чергу, еквівалентно підвищенню відсоткового складу вуглецю від 0,1% до 5,5%.

Створено екранний вихорострумовий чотирипараметровий метод контролю відносної магнітної проникності rt, питомої електричної провідності t, температури t трубчастого виробу і коефіцієнта згасання синусоїдального магнітного поля в середині феромагнітної труби ht. При цьому для визначення температури труби, запропоновано використання умови постійного значення глибини проникнення магнітного поля , слід відзначити, що змінення електромагнітних параметрів, що обумовлено впливом температури, можна компенсувати шляхом варіації частоти магнітного поля.

Досліджено технічні можливості використання теорії контактного робочого перетворювача (КРП) стосовно контролю параметрів плазмового газового стовпа люмінесцентної лампи та феромагнітного рідинного середовища (машинного мастила з дисперсним феромагнітним порошком). Вирішена задача, яка повЧязана з сумісним визначенням параметрів феромагнітної рідини при використанні теплового КРП, а саме: rtр, ар, tр при різних температурах, а також температури tр феромагнітної рідини. Показано, що збільшення температури рідини з феромагнітним порошком на сигналах КРП відображується як збільшення числа часток порошку, тому контроль електромагнітних і температурних параметрів феромагнітної рідини є дуже важливим для визначення її технічного стану. Розглянуто трипараметровий контроль немагнітної речовини за допомогою теплового КРП.

Наведено оцінювання достовірності контролю параметрів провідних виробів при реалізації запропонованих у дисертації вихорострумових методів. Запропоновано варіант автоматизації процесу непрямих вимірювань на прикладі визначення параметрів a, , t і t провідних виробів.

За матеріалами дисертації одержано три патенти, надруковано двадцять шість фахових статей, результати роботи було впроваджено на заводі Електромашина (м. Харків), на заводі Південкабель (м. Харків), на підприємстві ООО СУПП фірма Дігаз (м. Харків), науково-виробничому підприємстві НПП Комета ООО (м. Харків), а також у навчальному процесі на кафедрі Хімічної техніки і промислової екології (НТУ "ХПІ").

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Себко В.В. Динамічні характеристики перетворювача температури з курсів Датчики автоматизованих систем неруйнівного контролю і Теплові методи контролю (навчально-методичний посібник). - Харків: НТУ ХПІ. - 2001. - 96 с.

Себко В.В., Себко В.П., Москаленко О.И. Определение компонентов сигналов контактного вихретокового преобразователя температуры // Вестник Харьковского государственного политехнического университета. - Харьков: ХГПУ. - 2000. - Вып. 92. - С. 59-63.

Здобувачем знайдено чутливість контактного вихорострумового перетворювача температури, а також було отримано максимальне значення цієї чутливості.

Себко В.В. Многофункциональное вихретоковое устройство для совместного измерения радиуса, магнитной проницаемости, удельного электрического сопротивления и температуры цилиндрических изделий // Технічна електродинаміка. - Київ: Ін-т електродинаміки НАНУ. - 2002. - Тем. випуск, Ч. 3. - С. 101-104.

Себко В.В. Погрешности совместного измерения диаметра, удельного электрического сопротивления и температуры изделия в продольном магнитном поле // Вісник Східноукраїнського національного університету імені В. Даля. - Луганськ: СНУ. - 2002. - № 8 [54]. - С. 224-228.

Себко В.В. Определение постоянной времени намагничивающей обмотки электромагнитного преобразователя // Радіоелектроніка і інформатика. - Харківський національний університет радіоелектроніки. - Харків: ХНУРЕ. - 2006. - Вип. 3. - С. 12-15.

Себко В.В. О влиянии доминирующих примесей на электромагнитные параметры цилиндрического изделия // Електротехніка і електромеханіка. - Харків: НТУ ХПІ. - 2006. - № 5. - С. 42-43.

Себко В.В. Трехпараметровый электромагнитный контроль трубчатых изделий // Вісник Національного технічного університету Харківський політехнічний інститут. - Харків: НТУ ХПІ. - 2006. - Вип. 42. - С. 32-38.

Себко В.В., Филоненко Д.В., Себко В.П. Экстремальный трехпараметровый контактный электромагнитный метод с учетом воздействия температуры на изделие // Український метрологічний журнал. - Харків. - 2006. - Вип. 2. - С. 16-19.

Здобувачем через величини rt і t знайдено формулу для визначення температури, при розгляді контактного екстремального вихорострумового методу контролю параметрів циліндричних виробів.

Себко В.В. Определение электромагнитных параметров проводящих цилиндрических изделий контактным методом с учетом текущей температуры // Український метрологічний журнал. - Харків. - 2006. - Вип. 3. - С. 24-27.

Себко В.В. Бесконтактное определение радиуса, электропроводности и температуры, немагнитного трубчатого изделия // Український метрологічний журнал. - Харків. - 2006. - Вип. 4. - С. 25-27.

Себко В.В. Вихретоковый контроль геометрических, электрических и температурных параметров немагнитных цилиндрических изделий // Інтегровані технології та енергозбереження. - Харків: НТУ ХПІ. - 2006. - № 4. - С. 85-89.

Себко В.В. Определение электромагнитных параметров трубы с учетом ее нагрева // Електротехніка і електромеханіка. - Харків: НТУ ХПІ. - 2006. - № 6. - С. 33-35.

Себко В.В. Контроль четырех параметров вихретокового параметрического датчика на основе кратных частот поля // Технічна електродинаміка. - Київ: Ін-т електродинаміки НАНУ. - 2006. - Тем. випуск, Ч. 2. - С. 67-68.

Себко В.В., Себко В.П., Агарков В.В. Характеристики индуктивных преобразователей перемещений // Вісник Національного технічного університету Харківський політехнічний інститут. - Харків: НТУ ХПІ. - 2006. - Вип. 35. - С. 113-116.

Здобувач скорегував функції перетворювання одинарного індуктивного датчика, також була проведена корекція характеристики цього датчика, що, у свою чергу, дозволило зменшити вплив факторів, які заважають на результати контролю.

Себко В.В. Два способи розрахунку похибок вимірювання електричних параметрів вихрового датчика струму // Вісник Національного технічного університету Харківський політехнічний інститут. - Харків: НТУ ХПІ. - 2006. - Вип. 36. - С. 105-114.

Себко В.В. Экранное трубчатое многопараметровое вихретоковое устройство // Вісник Національного технічного університету Харківський політехнічний інститут. - Харків: НТУ ХПІ. - 2006. - Вип. 39. - С. 18-29.

Себко В.В. Определение параметров ферромагнитной жидкости с помощью контактного рабочего преобразователя КРП // Вісник Національного технічного університету Харківський політехнічний інститут. - Харків: НТУ ХПІ. - 2006.- Вип. 44. - С. 15-25.

Себко В.В. Контроль четырех параметров ферромагнитных изделий на одной частоте зондирующего продольного магнитного поля ТВД // Електротехніка і електромеханіка. - Харків: НТУ ХПІ. - 2007. - № 1. - С. 34-36.

Себко В.В. Четырехпараметровый вихретоковый метод определения параметров плоских ферромагнитных изделий основанный на кратных частотах магнитного поля параметрического вихретокового датчика // Інтегровані технології та енергозбереження. - Харків: НТУ ХПІ. - 2007. - № 1. - С. 85-92.

Себко В.В. Три варианта расчета погрешностей многопараметровых измерений // Український метрологічний журнал. - Харків. - 2007. - Вип. 1. - С. 12-15.

Себко В.В. Методика оценки погрешностей совместного измерения магнитной проницаемости, удельного электрического сопротивления и температуры ферромагнитного изделия контактным резистивно-индуктивным методом //Електротехніка і електромеханіка.- Харків: НТУ ХПІ.- 2007.- №2.- с.48-51.

Себко В.В. Использование модифицированного трехпараметрового вихретокового метода в поперечном магнитном поле // Вісник Національного технічного університету Харківський політехнічний інститут. - Харків: НТУ ХПІ. - 2007.- Вип. 11. - С. 14 - 20.

Себко В.В. Исследование динамических характеристик контактного рабочего преобразователя КРП // Науковий журнал Праці Луганського відділення Міжнародної Академії інформатизації. - Східно-український національний університет імені В. Даля. - Луганськ: СНУ. - 2007. - №2 (15) . - С. 112-117.

Себко В.В. Исследование переходного процесса нагрева слоя воздуха между нагревателем и изделием при изменении температуры нагревателя по периодическому закону // Електротехніка і електромеханіка. - Харків: НТУ ХПІ. - 2007. - № 3. - с. 57-60.

Себко В.В. Трансформаторный вихретоковый датчик с пластиной, зондируемой полем кратных частот // Український метрологічний журнал. - Харків. - 2007. - Вип. 2. - с. 26-29.

Себко В.В Определение компонентов сигналов контактного рабочего преобразователя КРП при исследовании плазменной газообразной среды // Вісник Національного технічного університету Харківський політехнічний інститут.-Харків: НТУ ХПІ. - 2007.- Вип 24 - С. 79-83.

Себко В.В. Використання теорії теплового контактного вихорострумового перетворювача (КРП), стосовно сумісного контролю трьох параметрів немагнітної речовини // Восточно - Европейский журнал передовых технологий. - Харьков: - 2008. - Вып. 3/4 (33). - С. 39-43.

Себко В.В. Спосіб сумісного неруйнівного контролю електромагнітних параметрів і температури циліндричних виробів. Патент України на корисну модель № 14958; Заяв. 04.10.2005; Опубл. 15.06.2006; Бюл. - № 6.

Себко В.В. Безконтактний модифікований спосіб контролю параметрів немагнітних виробів сумісно з температурою. Патент України на корисну модель № 18632; Заяв. 22.05.2006; Опубл. 15.11.2006; Бюл. - № 11.

Себко В.В. Екранний чотирипараметровий спосіб сумісного контролю параметрів феромагнітних трубчастих виробів. Патент України на корисну модель № 24138; Заяв. 19.12.2006; Опубл. 25.06.2007; Бюл. - № 9.

Себко В.В., Москаленко О.И. К расчету параметров контактного электромагнитного преобразователя температуры // Наукові праці ІІ Міжнародної науково-технічної конференції Метрологія та вимірювальна техніка. - Харків. - 1999. - С. 49-51.

Здобувачем запропоновано розглянути методику визначення параметрів контактного вихорострумового перетворювача температури.

Себко В.В. Контактный многопараметровый вихретоковый преобразователь на основе резистивно-индуктивного метода // Наукові праці ІІІ Міжнародної науково-технічної конференції Метрологія та вимірювальна техніка (Метрологія - 2002). - Харків. - 2002. - С. 213-217.

Себко В.В., Кузнецов Б.И. Точностные характеристики контактного электромагнитного преобразователя, использующего резистивно-индуктивный метод // Тези доповідей ХІІ Міжнародної науково-практичної конференції Інформаційні технології: наука, техніка, технологія, освіта, здоровЧя. - Харків: НТУ ХПІ. - 2004. - С. 389.

Здобувачем виконано розрахунки відносних похибок вимірювань магнітного, електричного параметрів і температури циліндричного виробу, при реалізації резистивно-індуктивного контактного методу контролю феромагнітних циліндричних виробів, а також наведено чисельні значення похибок вимірювань.

Себко В.В. Нагрев воздушного кольцевого слоя в проходном электромагнитном преобразователе. - Наукові праці ХІV Міжнародної науково-практичної конференції Інформаційні технології: наука, техніка, технологія, освіта, здоровЧя. - Харків: НТУ ХПІ. - 2006. - С. 119-124.

Себко В.В., Ноздрачева Е.Л., Хассан Муссу Диаб, Алаа Файад Макки, Вараксин Ю.А. Расчет относительных погрешностей измерения магнитных, электрических и температурных параметров плоского ферромагнитного изделия с помощью ТЭД, реализующего экстремальный вихретоковый метод // Наукові праці V Міжнародної науково-технічної конференції Метрологія та вимірювальна техніка (Метрологія - 2006). - Харків. - 2006. - Т. 2. - С. 221-226.

Здобувачем запропоновано контролювати електромагнітні параметри плоских виробів сумісно з температурою, а також отримано чисельні значення відносних похибок вимірювань магнітних, електричних і температурних параметрів феромагнітної пластини.

Себко В.В. Вихретоковый четырехпараметровый метод, реализуемый наружными обмотками на трубчатом изделии и внутренним электромагнитным датчиком // Материалы II-ой Международной научно-практической конференции Современные научные достижения - 2007. - Днепропетровск. - 2007. - Т. 7. - С. 55-60.

Себко В.В. Динамический процесс нагрева изделия при периодическом изменении температуры воздушного слоя, окружающего изделие // Материалы Международной научно-практической конференции Стратегические вопросы мировой науки - 2007. - Днепропетровск. - 2007. - Т. 6. - С. 68-75.

Себко В.В. Переходный процесс нагрева металлического изделия (изменение температуры воздушного слоя скачком) // Материалы ІІ-ой Международной научно-практической конференции Научный прогресс на рубеже тысячелетий - 2007.- Днепропетровск: изд-во Наука и образование.- 2007.- Т. 15.- С. 32-38.

АНОТАЦІЇ

виріб провідний трубчастий контроль

Себко В.В. Електромагнітні методи і пристрої для сумісного визначення магнітних, електричних, геометричних параметрів та температури провідних виробів (Теорія і розробки). - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.11.13 - прилади і методи контролю та визначення складу речовин. - Київський національний університет технологій та дизайну, Київ, 2008.

Дисертацію присвячено актуальним питанням, які полягають у тому, що існуючі методи та засоби контролю параметрів провідних виробів і речовин мають низьку достовірність за рахунок того, що не враховують температуру, при якій визначаються електромагнітні параметри обЧєктів, що контролюються, а також за рахунок того, що не відомі динамічні та статичні характеристики різного типу теплових вихорострумових датчиків з різною орієнтацією магнітного поля. У рамках цих питань було удосконалено існуючі електромагнітні методи за рахунок сумісного контролю електромагнітних і геометричних параметрів провідних виробів разом з температурою і створено нові багатопараметрові безконтактні та контактні вихорострумові методи сумісного контролю параметрів трубчастих, суцільних циліндричних і плоских виробів.

Запропоновано екранний чотирипараметровий вихорострумовий метод контролю відносної магнітної проникності rt, питомої електричної провідності t, температури феромагнітної труби t і коефіцієнта згасання синусоїдального магнітного поля в середині труби ht. Розглянуто вплив домінуючої домішки вуглецю на кількісні значення електромагнітних параметрів r і , а також еквівалентно на температуру сталевих виробів. Створено контактний резистивно-індуктивний трипараметровий вихорострумовий метод сумісного контролю електромагнітних параметрів і температури, а також запропоновано чотирипараметрові вихорострумові методи контролю плоских феромагнітних виробів, що зондуються полем кратних частот трансформаторного і параметричного вихорострумових датчиків. Досліджено можливість використання теорії контактного робочого перетворювача КРП стосовно контролю параметрів плазмового стовпа люмінесцентної лампи та машинного мастила з дисперсним феромагнітним порошком.

Наведено оцінювання достовірності контролю параметрів провідних виробів при реалізації запропонованих у дисертації вихорострумових методів. Запропоновано варіант автоматизації процесу непрямих вимірювань на прикладі сумісного визначення параметрів a, , t і t провідних виробів.

Ключові слова: достовірність контролю, динамічні та статичні характеристики, сумісний контроль, вплив домінуючої домішки, кратні частоти, плазмовий стовп, феромагнітна рідина.

Себко В.В. Электромагнитные методы и устройства для совместного определения магнитных, электрических, геометрических параметров и температуры проводящих изделий (Теория и разработки). - Рукопись.

Диссертация на соискание учёной степени доктора технических наук по специальности 05.11.13 - приборы и методы контроля и определения состава веществ. - Киевский национальный университет технологий и дизайна, Киев, 2008.

В диссертации созданы теоретические обобщения и новые решения научно-практической проблемы, состоящей в том, что существующие методы и устройства контроля параметров проводящих изделий и веществ имеют низкую достоверность, за счет того, что не учитывают температуру, при которой определяются электромагнитные параметры контролируемых объектов, а также за счёт того, что не известны динамические и статические характеристики различного типа тепловых вихретоковых датчиков с разной ориентацией магнитного поля.

В рамках этой проблемы были усовершенствованы существующие бесконтактные и контактные вихретоковые методы определения электромагнитных и геометрических параметров за счет совместного контроля этих параметров с температурой и созданы новые трёх- и четырёхпараметровые бесконтактные, контактные и экранные вихретоковые методы контроля параметров трубчатых, цилиндрических и плоских проводящих изделий.

Предложен бесконтактный четырёхпараметровый экстремальный вихретоковый метод совместного контроля относительной магнитной проницаемости , удельной электрической проводимости ,, радиуса a и температуры t ферромагнитных цилиндрических изделий. Метод основан на проведении полной компенсации ЭДС Е0 теплового трансформаторного вихретокового датчика (ТВД) без изделия. Следует отметить, что совместное определение электромагнитных параметров с температурой, приводит к повышению достоверности контроля проводящих изделий. Этот четырёхпараметровый вихретоковый метод даёт возможность контролировать ферромагнитные изделия в широком диапазоне изменения их диаметров. Исследован бесконтактный модифицированный трёхпараметровый вихретоковый метод контроля электрических, геометрических параметров и температуры немагнитного цилиндрического изделия, использующий продольное и поперечное магнитное поле тепловых вихретоковых датчиков.

Предложен четырёхпараметровый вихретоковый метод совместного контроля магнитных, электрических, геометрических и температурных параметров ферромагнитной пластины, основанный на использовании кратных частот магнитного поля теплового ТВД, зондирующего плоское изделие.

Найдены новые функции преобразования для параметрического вихретокового датчика (ПВД), работающего на кратных частотах магнитного поля зондирующего цилиндрические и плоские изделия. На основании этих функций преобразования на базе ПВД, создан четырёхпараметровый вихретоковый метод контроля параметров ферромагнитных пластин в широком диапазоне изменения .

Создан контактный резистивно-индуктивный трёхпараметровый вихретоковый метод контроля параметров , и t ферромагнитного цилиндрического изделия, основанный на двух универсальных функциях преобразования, полученных в настоящей диссертации для теплового КРП.

Исследовано влияние доминирующей примеси углерода на количественные значения электромагнитных параметров и эквивалентно на температуру стальных изделий.

Создан экранный вихретоковый четырёхпараметровый метод совместного контроля электромагнитных параметров ( и ), температуры t ферромагнитной трубы и коэффициента затухания синусоидального магнитного поля в середине трубы, исследовано тепловое экранное вихретоковое трубчатое устройство. Экранный вихретоковый четырёхпараметровый метод основан на поддержании постоянной глубины проникновения магнитного поля, в свою очередь, изменение электромагнитных параметров трубчатого образца, вызванное воздействием температуры компенсируется путем варьирования частоты ft.

Исследована возможность применения теории контактного рабочего преобразователя КРП к контролю параметров плазменного столба люминесцентной лампы и ферромагнитной жидкой среды (машинного масла с дисперсным ферромагнитным порошком). Решена задача, связанная с совместным контролем параметров ферромагнитной жидкости с помощью теплового КРП: относительной магнитной проницаемости , радиуса , удельного электрического сопротивления при разных температурах жидкости, а также температуры t.

В диссертации были выполнены расчёты методической, инструментальной составляющих достоверности контроля и общей достоверности контроля при нормальных законах распределения измеряемых величин и погрешностей измерений. Показано, что предложенные в диссертации многопараметровые вихретоковые методы контроля параметров проводящих изделий, дают возможность повысить достоверность контроля по сравнению с известными вихретоковыми методами. Предложен вариант автоматизации процесса косвенных измерений на примере совместного определения радиуса a, относительной магнитной проницаемости , удельного электрического сопротивления t и температуры t проводящих изделий.

Ключевые слова: достоверность контроля, динамические и статистические характеристики, совместный контроль, влияние доминирующей примеси, кратные частоты, плазменный столб, ферромагнитная жидкость.

Sebko V.V. Electromagnetic methods and devices for both definition of magnetic, electric, geometric parameters and temperature of guides manufactured articles (Theory and developments). - Manuscript.

The thesis for a technical science doctor's degree by specialty 05.11.13 - devices and methods of control and determinations of substances composition. - Kyiv National University of Technologies & Design, Kyiv, 2008.

The dissertation is devoted to decision of actual problems, which are, that existing methods and devices of control of parameters of conductive products and materials have low reliability of control because do not take into account temperature, at which the electromagnetic parameters of controled objects are determined, and also because the dynamic and static characteristics for varies types of thermal eddy-current sensors with different orientation of magnetic field are not known.

Within the framework of these problems the existing electromagnetic methods are improved at the cost of joint control of electromagnetic and geometrical parameters of conductive products together with temperature, and new multiparameter noncontact and contact eddy-current methods of control of parameters of tubular, continuous cylindrical and flat products are created.

The screen four-parameter eddy-current method of control of the relative magnetic conductivity мrt, conductivity уt, temperature of a ferromagnetic pipe and coefficient of fading of the sinusoidal magnetic field in the pipe ht is offered. The influence of a dominant admixture of carbon on quantitative values of electromagnetic parameters мrt and уt, and also on the temperature of steelwork is considered.

The contact resistive-magnetic three-parameter eddy-current method of joint control of electromagnetic parameters and temperature is created, the four-parameter eddy-current methods of control of flat ferromagnetic products which are sounded by a field of multiple frequencies transformer and parametric eddy-current sensors are offered.

Possibility of use of the theory of contact working converter as it applies to control of parameters of plasma pole of luminescent lamp and machine oil with a dispersible ferromagnetic powder is explored.

Estimation of reliability of control of parameters of conductive products at realization offered in the dissertation eddy-current methods is given.

The variant of automation of process of indirect measurements on an example of definition of four parameters of conductive products мrt, t, a and t is offered.

Key words: reliability of control, dynamic and static characteristic, consistent control, influence of a dominant admixture, multiple frequencies, plasma post, ferromagnetic liquid.

Размещено на Allbest.ru