Снос зданий:
ecosnos.ru
Главная  Микромагнитоэлектроника: направление технологии 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 [ 106 ] 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122

Магнитоэлектронное устройство для дефектоскопии ферромагнитных изделий, реализованное с применепием тонкоплепочных магниторезисторов

Высокочувствительные тонкопленочные магниторезисторы все чаще начинают использоваться в диагностической аппаратуре и приборах. На рис. 6.77 приведена упрощенная схема использования магниторезисторного моста для обнаружения дефектов в изделиях, изготовленных из ферромагнитных материалов.

В данном устройстве датчик магнитного поля состоит из тонкопленочного магниторезисторного моста KMZ10 и расположенного за ним постоянного магнита. При перемещении такого датчика над поверхностью, например стального листа, содержащего дефект, возникают искажения топологии магнитного поля.

Стальной лист

Дефект,

KMZ10B



N N i N N

Постоянньш магнит S S i S S

Рж. 6.77. Принцип работы дефектоскопа с использованием тонкопленочного магниторезистора: а - магнитная система; б - характер изменения сигнала

Для усиления и предварительной обработки сигнала может использоваться схема, приведенная на рис. 6.78. Схема не требует особых пояснений.

В схеме на рис. 6.78 регулировка коэффищ1ента усиления обеспечивается переменным резистором R5. Установка напряжения смещения осуществляется при помощи резистора R2. Схема обеспечивает определенную температурную стабилизащ1Ю параметров, для чего в ее состав включен терморезистор типа KTY81-120 (R6) с отрицательным ТКС.

Особенностью применения магнитоэлектронного устройства с использованием магнитной системы (рис. 6.77) и схемы (рис. 6.78) является то, что при точном совпадении центра сквозного дефекта с центром магниторезистивного моста сигнал на выходе устройства становится близким к 0. При этом расстояние до объекта d не является критичным. Эта схема особенно эффективна при нулевых измерениях.

+и„ (5В)

Балансировка

R12 Юк

R15 22k

Г

ВС558В


KMZ10B

DA1.1...DA1.4 - 1/4 операционного усилителя LM324; R1 - магниторезисторный мост типа KMZ10B; R6 - терморезистор KTY81-120 с отрицательным ТКС; ТР1,ТР2 - контрольные точки.

Рис. 6.78. Принципиальная электрическая схема высокочувствительного магнитоэлектронного устройства с использованием тонкопленочного магниторезисторного моста типа KMZ10B



Следует отметить, что данная конструкция может использоваться при обнаружении точечных дефектов малого размера. Размеры обнаруживаемых дефектов определяются конструкцией и параметрами магнитного датчика Порог чувствительности магнитоэлектронного устройства составляет примерно (5-10)Х10 Тл. [13, 29].

6.6.2. Промышленные образцы МЭУ для неразрушающего контроля

В последние годы в России несколько активизировалась деятельность по разработке, изготовлению и промьппленному применению оборудования для неразрушающего контроля изделий и материалов.

Центром Магнитная диагностика трубопроводов (г. Обнинск) и ГПЦ Технологический центр (г. Зеленоград) создан и успешно эксплуатируется магнитный интраскоп типа МИ-10, который предназначен для диагностирования линейной части газонефтепроводов, обсадных и насосно-компрессорных труб скважин, резервуаров.

Диагностирование линейной части газонефтепроводов возможно проводить как при наличии изоляции, так и без нее при капитальном ремонте трубопроводов и при плановом обследовании. Интраскоп может встраиваться во внутритрубные инспекционные снаряды или же располагаться с внепшей стороны трубопроводов в шурфах. Объектами контроля интраскопа являются ферромагнитные изделия простой формы типа труб, котлов, резервуаров, рефракционных колонн, трубопроводов, листового проката и т.д.

Принцип действия интраскопа МИ-10 основан на визуализации магнитных полей рассеяния от дефектов, возникающих при намагничивании объектов контроля с помощью передвижных намагничивающих устройств или иным методом, а также при проведение контроля по остаточной намагниченности. При контроле изделий выявляются протяженные дефекты типа нарушения сплошности (коррозионные и усталостные трещины, непровары, язвы) при толщине стенки объекта до 25 мм.

Основное отличие магнитного интраскопа МИ-10 от известных приборов, реализующих магнитные методы диагностирования, заключается в получении двух- и трехмерных изображений полей рассеяния дефектов на экране персонального компьютера или видеоконтрольного устройства непосредственно в процессе проведения контроля. По изображению определяются форма дефектов, их размеры, ориентация и взаимное расположение. Интраскоп осуществляет цифровую обработку получаемых изображений дефектов и оценивает их геометрические параметры (длину, раскрытие и глубину).

Интраскоп МИ-10 состоит из:

сканера магнитного поля;

видеоконтрольного устройства (ВКУ);

передвижного намагничивающего устройства (ПУ) на постоянных магнитах.

В качестве преобразователя магнитного поля в данном интраскопе используются многоэлементные кремниевые магнитотранзисторные линейные структуры, реализованные в интегральном исполнении. Основные параметры интраскопа МИ-10 приведены в табл. 6.4.

Предприятием Интрон Плюс (г. Москва) разработаны и вьшускаются измерители износа стальных канатов ИПТРОС . Дефектоскоп ИНТРОС состоит из электронного блока и сменных магнитных головок канатов.

Электронный блок дефектоскопа содержит однокристальный микрокомпьютер и память на 1, 2 или 4 Мбайта для запоминания результатов контроля по каналам потери сечения и локальных дефектов.

Комплект дефектоскопа включает несколько магнитных головок, каждая из которых может быгь подключена к нему кабелем.

Дефектоскоп вьшолняет следующие функции:

измеряет потерю сечения каната и обнаруживает локализованные дефекты (обрьшы проволок, локальную коррозию);

обеспечивает регистрацию дефекгограмм каната и имеет возможность сопряжения через стандартный интерфейс с внешними устройствами обработки и регистрации информации (IBM-совместимый компьютер и принтер);

позволяет контролировать канаты круглого поперечного сечения диаметром от 6 до 64 мм.

Контроль канатов обеспечивается при скорости движения каната относительно магнитной головки дефектоскопа в диапазоне от О до 1 м/с при контроле канатов диаметром от 6 до 20 мм и от О до 2 м/с при контроле канатов диаметром от 20 до 64 мм.

В качестве преобразователя магнитного поля в дефектоскопе используются элементы Холла [26, 27, 16]. Основные параметры дефектоскопа ИПТРОС приведены в табл. 6.5.



№ п/п

Наимеповапие napaMeipa, едпппца измерения

Зпачепие параметра

Раскрытие выявляемых дефектов, мкм, не более

Толщина стенки контролируемых объектов, мкм, не более

Глубина залегания выявляемых дефектов, мм

Глубина выявляемых дефектов (в % от толщины стенки)

Минимальная длина выявляемых дефектов, мм, не более

Погрешности измерения длины трещины, %, не более

Погрешности измерения раскрытия поверхностных и подповерхностных трещин ,

Погрешности измерения глубины поверхностных и подповерхностных трещин ,

Точность обработки результатов(определяется погрешностью АЦП сканера), %, не

Разрешающая способность(устанавливается по отдельному заказу), мм

от 0,001 до 2

Напряжение питания, В

Ток потребления, мА, не более

Магнитная чувствительность, В/(А*см) , не менее

Производительность, мм/ мин, не менее

Габаритные размеры ВКУ, мм

160 X 80 X 20

Габаритные размеры сканера, мм

100 X 60 X 10

Габаритные размеры передвижного гантелеобразного магнита, мм

200 X 200 X 100

Габаритные размеры передвижного П-образного магнита, мм

220 X 200 X 200

Масса сканера и ВКУ, га-

Масса передвижного П-образного магнита, га

Масса передвижного гантелеобразного магнита, га

Таблица 6.5. Основные параметры магнитного дефектоскопа ИНТРОС

№п/п

Наименование параметра, единица измерения

Тин магнитной головки / значение нарамет

6-24

20-40

24-64

МГ 40-64

МГ124

МГ233

Размфы контролируемых канатов, мм

0 6...24

0 20...40

024...64

0 40...64

Плоские (72-124) х11,5

Плоские (124-233) х38

Масса головки, кг

Размеры головки, мм

235х230х 64

330х205х 190

330х235х 190

330х235х 190

285x220x225

300х152х 325

Масса и размеры электронного блока

0,8 кг 230 X 85 X 35 мм

Погрешность измерения потери сечения каната, %

Порог чувствительности к обрыву проволок, %

Скорость контроля, м/с

0...1

0...2

0...2

0...2

0...1

0...1

Объем внутренней памяти (длина проконтролированного каната), м

810... 2000

2000... 8000

Время установления рабочего режима, с

не более 5

Диапазон измерения потери сечения каната по металлу, %

0...30

Температура окружающей среды, °С

-10...+40 (-25...+40 по спецзаказу)

Влажность окружающего воздуха, %

95% при 35° С;

Источники питания

3 аккумулятора типа АА

Время работы от одного комплекта источников питания, час

Исполнение

Общее или рудничное взрывозащищенное

Таблица 6.4. Основные параметры магнитного интраскопа МИ-10



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 [ 106 ] 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122