CC BY
51
ЭЛЕМЕНТЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОМ ТЕХНИКИ И СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПРОВОДИМОСТИ ОБЪЕКТА НА ВЫХОДНУЮ ХАРАКТЕРИСТИКУ ВИХРЕТОКОВОГО ДАТЧИКА
Ю.П. БАТЫРЕВ, доц. каф. физикиМГУЛ, канд. техн. наук,
Н.П. ПОЛУЭКТОВ, проф. каф. физики МГУЛ, д-р техн. наук,
В.Н. ХАРЧЕНКО, проф. каф. физики МГУЛ, д-р техн. наук,
Ю.П. ЦАРЬГОРОДЦЕВ, доц. каф. физики МГУЛ, канд. техн. наук
В традиционных вихретоковых датчиках используется метод выделения информации о зазоре от одного параметра - регистрируется влияние изменения импеданса датчика на работу автогенераторной схемы. Импеданс датчика, помимо рабочей частоты и величины зазора до металлического объекта, также зависит от таких свойств объекта, как электропроводность о и магнитная проницаемость ц. В практике проведения измерений зазоров на различных энергоагрегатах часто приходится иметь дело с тем, что поверхности, контролируемые вихретоковыми датчиками, оказываются сделанными из разных металлов или сплавов. Это вызывает необходимость пере-
batyrev@mgul.ac.ru
стройки всего измерительного канала, если он не настроен изначально на данный металл, что вызывает некоторые трудности в использовании вихретоковых датчиков. Поэтому одной из актуальных задач является создание такого измерительного преобразователя, выходные характеристики которого не зависели бы от свойств контролируемого металлического объекта - о и ц. С этой целью были проведены исследования взаимодействия катушки вихретокового датчика с различными металлами на различных частотах. Были измерены активная и реактивная составляющие полного сопротивления датчика наряду с магнитудой и фазой.
MCLK
AVDD
DVDD
AGND DGND
Рис. 1. Схема измерения
80
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 6/2009
ЭЛЕМЕНТЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОМ ТЕХНИКИ И СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ
-1600 -1400 -1200 -1000 -800 -600 -400 -200 -100
Re
Рис. 2. Годографы металлов
-о- W -о- V
-л- Ti х Zc Al
-о- Cr -ш- Cu
--- Mo
ж-. Ni
Niob
-и- Nerzch Nerzch 1 -x- Stal Ferrit Pb
-i- F2000
--- List
St_tr
St20
АД - амплитудный детектор
У-К - усилитель-компаратор
У - усилитель
ФД - фазовый детектор
Ф - фильтр
Х - перемножитель
П - память
DDS - цифровой синтезатор частоты DSP - цифровой сигнальный процессор
Рис. 3. Структурная схема цифрового устройства
Исследование взаимодействия катушки с различными материалами объектов проводилось с помощью микросхемы фирмы Analog Devices AD5933, которая сочетает в себе прецизионный генератор, используемый для возбуждения датчика, аналого-цифровой
преобразователь и цифровой сигнальный процессор для обработки данных.
Испытания проводились на датчике со следующими параметрами - проволочная катушка 0 52,0 мм, R = 5.1 Ом, L = 450 мкГн. Рабочая частота в процессе измерений изме-
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 6/2009
81
