Метод падіння потенціалу та електричного опору

Для рішення задач товщинометрії і дефектоскопії використовують також електричні методи падіння потенціалу і електричного опору.

Метод оснований на вимірюванні падіння електричного потенціалу, може бути використаний для визначення глибини залягання щілини. Контроль виконують наступним чином. Чотири електрода встановлюють в ряд по обом бокам досліджуваної щілини на невеликі відстані одне від одного. Через крайні електроди (найбільш віддалені від щілини) пропускають струм, при цьому стрілка гальванометру включеного між двома внутрішніми електродами відхиляється на певний кут. Якщо прилад відградуювати на зразок зі штучними щілинами відомої глибини, то по куту відхилення стрілки гальванометра можна судити про глибину щілин.

Дійсно, якщо питомий опір дослідного об'єкта ρбуде постійним і буде постійним розмір між всіма чотирма електродами Lі сила струму I між двома крайніми електродами, то напруга Uдвома внутрішніми електродами буде визначатися будь-якими аномаліями на ділянці поверхні між ними.

Таким чином ρL = U/I

Якщо, наприклад, такою аномалією буде щілина, то глибина її буде пропорційна напрузі на внутрішніх електродах або у всякому разі буде зв'язана з ним достатньо прямою залежністю.

Шляхом підбору сили струму і розмір між електродами, були побудовані криві залежності для тріщин різної орієнтації в разі різних матеріалів, при цьому використовувались зразки із штучною імітацією щілин на реальних деталях.

Для розрахунку необхідної сили струму на крайніх електродах в матеріалі, товщина якого більше чим в 3-4 рази перевищує розмір між двома сусідніми електродами.

Безруйнівне визначення глибини тріщин дозволяє встановлювати можливість їх видалення з деталі (лиття, штамповка, заготовка) перед механічною обробкою.

Цей же метод в деяких особливих випадках використовують для визначення товщини листових матеріалів або виробів із них (ємності, трубки, обшивка і т.д.). В цьому разі відношення передбачуваної товщини листа до розміру між сусідніми електродами встановлюють L= 0,5; силу струму, який проходить через крайні електроди, підбирають таким чином, щоб напруга на внутрішніх електродах була
40 мкВ. Взагалі вона складає від 2 до 200 в залежності від розміру між електродами і електричних параметрів матеріалу виробу.

Метод електричного опору застосовують при контролі вологості суцільності не електропровідних покриттів на електропровідній підкладці і в деяких випадках при контролі якості термічної обробки металів. При цьому вимірюють питомий електричний опір ділянки виробу або опорами між датчиками та підкладкою. Останній спосіб використаний в електроконтактному приладі типу ЛКД-1 виготовлений заводом "Контрольприбор".

За допомогою цього приладу можливо контролювати лакофарбові поверхні на металах, виявляти пористість, різні стоншення, тріщини та інші види не цільності покриття. Індикатором дефектів служить звуковий сигнал і відхилення стрілки. Товщина контролюємого покриття може складати 500мкМ і менше. Мала маса (6 кг) і автономне живлення від акумуляторних батарей типу Д-0.1, які періодично під заряджаються від присутньої в комплекті зарядної станції, роблять прилад досить зручним при контролі великогабаритних виробів в польових умовах.

 

Лекція № 9

Електроіскровий метод безруйнівного контролю

Дефектоскоп електричний іскровий (далі дефектоскоп) являє собою електронний прилад, призначений для проведення електроіскрової дефектоскопії діелектричних покрить, що нанесені на поверхню, яка є провідником. Дефектоскоп дозволяє також проводити дефектоскопію діелектричних матеріалів (листових) на наявність тріщин, пористості, газових і провідних включень. При цьому товщина зразка, що контролюється не повинна перевищувати 5 мм.

Принципова електрична схема дефектоскопа приведена на рис.3. Прилад являє собою генератор коливань з частотою генерації порядку 25 Гц з підвищуючим автотрансформатором у вихідному ланцюзі. Генератор зібраний по релаксаційній схемі. В якості накопичуючого елемента служить конденсатор С1 що заряджається через резистори R1 та R2 від однопівперіодного випрямлювача, що виконаний на діоді VD1.

При досягненні напруги на конденсаторі величини порядку 50 В відбувається електричний пробій порогового елементу - динисторів VD2 і VD3, що увімкнені послідовно. При цьому конденсатор швидко розряджається через первинну обмотку автотрансформатора АТ1 виключаючи появу у вторинній обмотці останнього імпульсу високої напруги. Далі процес повторюється.

З метою запобігання виходу з ладу резистора R1_; його величина повинна бути максимальною, достатньою для появи стійкої генерації.

Трансформатор Т1 призначений для гальванічного розв'язування дефектоскопа з мережею живлення.

Технічні дані приладу.

Дефектоскоп відповідає наступним технічним даним:

Напруга живлення                                 220 В, 50 Гц

Потужність, що застосовується не більше 30 В-А

Режим роботи                                        тривалий

Напруга розряду, не менша                    5 кВ

Товщина контролюємого зразку, не менша 5 мм.

Робота з приладом.

При роботі з приладом вивід дефектоскопа з'єднують з провідною основою, а щупом роблять сканування зразку. По появі іскрового розряду судять про місцезнаходження дефекту.