- •В. Е. Поляков
- •Предисловие
- •Введение
- •Глава 1. Основы взаимодействия различных видов излучений с веществом
- •1.1. Ядерное взаимодействие
- •1.1.1. Взаимодействие нейтронов с веществом
- •1.1.2. Взаимодействие заряженных частиц
- •1.1.3. Ядерные реакции при взаимодействии гамма-излучения
- •Пороги фотоядерных реакций для изотопов некоторых химических
- •Максимальные значения сечений фотоядерной реакции для ряда
- •1.2. Электромагнитное взаимодействие
- •1.2.1. Взаимодействие гамма-излучения
- •Энергия k-краев поглощения для ряда химических элементов
- •Взаимодействие рентгеновского излучения
- •Взаимодействие излучения ультрафиолетового, инфракрасного и видимого спектральных диапазонов
- •Взаимодействие излучения видимого спектрального диапазона с веществом
- •Взаимодействие инфракрасного излучения с веществом
- •Взаимодействие излучения радиочастотного диапазона
- •Глава 2. Метод масс-спектроскопии в задачах контроля металлов, сплавов и лома
- •2.1. Физическая сущность метода масс-спектроскопии с лазерной ионизацией вещества
- •Масс-спектрографе с двойной фокусировкой, и фотометрическая кривая этой спектрограммы (б) и области массового числа
- •2.2. Принципы взаимодействия импульсного лазерного излучения с веществом мишени
- •2.3. Типы лазеров и их параметры
- •2.4. Метод масс-спектроскопии с лазерной ионизацией вещества
- •2.5. Масс-спектрометры – средства контроля металлов, сплавов и лома
- •2.6. Типы масс-анализаторов, используемые в масс-спектрометре
- •2.7. Основы методики идентификации элементного состава вещества с использованием лазерного ионизатора и время-пролетного динамического масс-анализатора
- •2.8. Эмиссионные спектроскопы для экспертного спектрального анализа черных и цветных металлов
- •2.8.1. Многоканальный эмиссионный спектрометр дсф-71 (ls-1000)
- •Составные части прибора имеют следующие особенности:
- •Технические характеристики
- •2.8.2. Многоканальный эмиссионный спектрометр серии мфс
- •Технические характеристики:
- •Источник возбуждения спектра – универсальный генератор угэ-4:
- •Унифицированная система управления и регистрации:
- •Источники питания:
- •Вопросы для самопроверки знаний по главе 2
- •Глава 3. Физические основы γ-флуоресцентного контроля металлов, сплавов, лома
- •3.1. Рентгеновские лучи
- •3.2. Рентгеновские спектры
- •Рентгеновская спектроскопия
- •Рентгеновская аппаратура. Рентгеновская камера и рентгеновская трубка
- •Рентгеновский гониометр
- •3.6. Рентгеновский дифрактометр
- •3.7. Рентгенофлуоресцентный кристаллдифракционный сканирующий вакуумный «Спектроскан-V»
- •3.8. Спектрометр рентгенофлуоресцентный кристалл-дифракционный сканирующий портативный «Спектроскан»
- •3.9. Спектрометр рентгенофлуоресцентный кристалл-дифракционный сканирующий портативный «Спектроскан-lf»
- •3.10. Основы методики идентификации элементного состава неизвестного вещества и определение концентрации ингредиентов с использованием метода гамма-флуоресцентного анализа
- •3.11. Методика безэталонного рентгеноспектрального анализа сталей
- •3.11.1. Методика анализа углеродистых сталей
- •3.11.2. Методика определения содержании металлов в питьевых, природных и сточных водах при анализе на сорбционных целлюлозных дэтата-фильтрах
- •3.11.3. Методика определения содержания металлов в порошковых пробах почв
- •Вопросы для самопроверки знаний по главе 3
- •Глава 4. Приборы и методы таможенного контроля состава металлов, сплавов, лома с использованием методов вихревых токов
- •4.1. Основы теории вихревых токов
- •4. 2. Распределение вихревых токов
- •4.3. Характеристики вещества и поля
- •4.4. Физические принципы метода вихревых токов (вт)
- •4.5. Области применения и классификация методов вихревых токов
- •Датчики и характерные физические процессы
- •4.7. Некоторые типовые конструкции датчиков
- •Контроль и влияние примеси на электропроводность некоторых металлов
- •Меди (б)
- •Электропроводность и температурный коэффициент некоторых
- •4.9. Методы и приборы измерения электропроводности немагнитных металлов
- •4.10. Общие положения. Порядок проведения измерений
- •4.11. Элементы методики исследования и выбор материала для контроля
- •Вопросы для самопроверки знаний по главе 4
- •Глава 5. Ультразвуковые методы контроля металлов, сплавов, лома и руд
- •5.1. Классификация акустических методов контроля
- •5.2. Ультразвуковая аппаратура
- •Подготовка к контролю
- •Порядок проведения контроля
- •5.3. Ультразвуковая аппаратура в неразрушающем контроле
- •5.4. Ультразвуковые преобразователи
- •5.5. Определение типа металла, сплава, лома по измерению скорости распространения упругих волн
- •Вопросы для самопроверки знаний по главе 5
- •Глава 6. Классификация радиометрических методов контроля состава руд
- •6.1. Методы определения элементного состава полезных ископаемых по спектрометрии вторичных излучений
- •6.2. Методы, основанные на взаимодействии гамма- или рентгеновского излучения с электронными оболочками атомов или ядрами атомов элементов
- •6.3. Методы, основанные на спектрометрии гамма-излучения, возникающего при различных ядерных реакциях нейтронов с веществом
- •Методы определения естественной радиоактивности пород, содержащих радиоактивные элементы
- •6.5. Люминесцентные методы контроля состава руд
- •6.6. Фотометрические методы контроля состава руд
- •6.7. Радиоволновые методы контроля руд
- •6.8. Технология сортировки руды
- •Вопросы для самопроверки знаний по главе 6
- •Заключение
- •Список используемой литературы:
- •Предметный указатель
- •Оглавление
- •191186, Санкт-Петербург, ул. Миллионная, 5
4.7. Некоторые типовые конструкции датчиков
Рассмотрим некоторые типовые конструкции накладных ВТП для ручного контроля. Основной элемент ВТП – катушки, обычно размещаемые на каркасе и выполненные либо намоткой изолированным проводом (обычно медным), либо методом фотолитографии на изоляционном основании (печатные обмотки).
Обмотки катушек, намотанных проводом, располагают на каркасе по разному рис. 4.7.1,(а) а, возбуждающая и измерительная обмотки имеют наибольшую взаимную паразитную емкость, что отрицательно влияет на характеристики ВТП при высоких частотах. Кроме того, здесь нет доступа к внутренней обмотки в случае ее повреждения.
Рис. 4.7.1, (б) наименьшая паразитная емкость между обмотками, и поэтому он удобен при высоких частотах тока возбуждения, хотя каркас здесь несколько сложнее. Имеется доступ к обеим обмоткам.
Вариант рис.4.7.1, в – промежуточный.
Рис. 4.7.1. Варианты катушек накладных ВТП:
1- каркас; 2,3 – возбуждающая и измерительная обмотки соответственно
4-отверстие для магнитопровода
Рис 4.7.2. Накладной ВТП с фиксированным положением катушки в корпусе
Каркасы катушек изготовляют из изоляционных материалов ( капролон, гетинакс, оргстекло, эбонит и т.д.) путем токарной обработки, а при серийном производстве – прессованием из пресс – порошков. Диаметр проводов обмоток возбуждения 0.08 ... 0.2 мм, а измерительная обмотка – 0.03 ...0.08 мм.
На рис.4.7.2 показана конструкция накладного ВТП. Каркас катушки 1с обмотками 2 размещен в корпусе 3, закрытом сверху крышкой 4 с соединительными кабелями 5. Катушка окружена экраном 6, выполненным из пермалоя и меди. Экран служит для локализации магнитного поля обмоток и уменьшает диаметр зоны контроля. После сборки ВТП заливается компаудом для предохранения обмоток от внешних воздействий и придания прочности всей конструкции.
Как видно из рис. 4.7.2 конструкция достаточно проста; ее недостаток – возможное изменение зазора между торцом ВТП и объектом контроля, что может приводить к погрешности измерения. Зазор может изменяться при изменении усилия прижима ВТП к поверхности ОК рукой оператора.
Гибкая диэлектрическая подложка 1 со сформированным на противоположных ее сторонах возбуждающей 3 и измерительной 2 обмотками закрепляется на несущем стержне 5, который затем запрессовывается в колпачек 6 из пластмассы. Выводы обмоток привариваются к контактным площадкам 4 и 7 и после запрессовки оказываются внутри полого колпачка 6. Такие обмотки создают магнитный поток радиального направления вблизи своей поверхности, что используется для возбуждения вихревых токов осевого направления в стенках отверстия, в которое вводится ВТП .Наружный диаметр рабочей части ВТП 0.5 ... 1.3мм, ее длина 2...4мм [41].
Рис.4.7.3 Печатные обмотки ВТП
Рис. 4.7.4. Размещение и электрическая схема соединения печатных обмоток катушки
Рис. 4.7.5.Накладной ВТП карандашного типа
Обмотки включены по дифференциальой схеме рис. 4.7.4 б для компенсации начального напряжения Uо . Возбуждающие L1 (L2) и измерительные L3 (L4) обмотки формируются на противоположных сторонах тонкой изоляционной подложки ( стеклотекстолит, полимид, лавсан), чем достигается высокий коэффициент индуктивной связи между ними. Затем подложки со сформированными на них обмотками наклеивают на торцы диэлектрического каркаса, обмотки соединяют электрически и заклеивают каркас в корпусе. (на рисунке не показан). Ширина проводника таких обмоток 20 ... 100мкм при толщине 5 ... 50мкм и расстояние между проводниками 20 ... 100мкм.
Корпус 1 с установленным в его нижней части ферритовым магнитопроводом в виде цилиндрического стержня 2 с намотанными на нем обмотками 3 охвачен оправкой 4 с колпачком 5. сквозь который проходит кабель 6 .
Приведенную на рис 4.7.5. 5-ю конструкцию называют датчиком карандашного типа. Она имеет широкое распространение и разные модификации. некоторые из них позволяют устранить влияние перекоса оси ВТП относительно поверхности ОК благодаря гибкой связи катушки с корпусом реализуемой резиновой манжетой или способной изгибаться спиральной пружиной. [40].
Контроль изделий из немагнитных материалов. Большинство физических свойств немагнитных материалов функционально связаны с электропроводностью, которая является важной обобщенной характеристикой немагнитного материала, непосредственно влияющей на ВТ, сигнал датчика, показания прибора. Это позволяет путем измерения электропроводности определять химический состав, структуру, режимы термообработки, напряженное состояние, твердость, прочность и т. д. Поэтому закономерности влияния электропроводности на сигнал различных типов датчиков являются основными при контроле МВТ немагнитных материалов. Электропроводность σ входит в формулу обобщенного параметра
.