81. Вихретоковые ип. Фазовый метод выделения измерительной информации.

При включении вихретокового преобразователя в контурную цепь находит применение фазовый метод выделения информации (рисунок 3.1).

Высокочастотный генератор запитывает резонансный контур, образованный катушкой L преобразователя и емкостью 510 пФ. Сигналы с генератора и контура поступают на фазовый детектор, разностный сигнал которого (длительность импульса), пропорциональный значению зазора  между объектом контроля 1 и катушкой преобразователя 2 (рисунок 3.2), поступает после фильтрации на выход измерительной цепи в виде выходного напряжения U_вых.

Для исследований различных методов выделения измерительной информации применен вихретоковый измерительный преобразователь с параметрами: индуктивность обмотки - 30 мГн, активное сопротивление – 2,1 Ом, радиус обмотки - r₀ – 4,0 мм.

Рисунок 3.1 – Фазовый метод выделения информации при использовании вихретокового преобразователя

Резонансная частота колебательного контура в отсутствии объекта контроля f_Р1 (при  = ) составляет 0,957 МГц. Приближение преобразователя к объекту контроля обуславливает уменьшение индуктивности катушки и соответственно добротности контура. При нулевом зазоре ( = 0) резонансная частота контура f_Р2 становится равной 1,01 МГц. Резонансные кривые контура для зазоров  = 0 и  = представлены на рисунке 3.3.

Рисунок 3.2 – Схема расположения вихретокового преобразователя относительно объекта контроля

Важное значение имеет выбор частоты задающего генератора f_Г относительно резонансных частот контура f_Р1 и f_Р2, поскольку их соотношение определяет закон изменения фазового сдвига и, как следствие, такие параметры, как линейность, чувствительность и диапазон преобразуемых значений.

На рисунке 3.4 представлены экспериментальные выходные характеристики преобразователя для различных значений f_Г и объекта контроля, выполненного из материала Сталь 45. Очевидно, что, подбирая частоту f_Г относительно значений резонансных частот f_Р1 и f_Р2 можно добиться приемлемой линейности функции преобразования (2,5 %) в диапазоне изменения положения преобразователя 1,0 мм для катушки с r = 4,0 мм. Линейность характеристики улучшается при снижении добротности резонансного контура, например, путем введения короткозамкнутого витка.

Рисунок 3.3 - фазовый метод выделения сигнала

82. Вихретоковые ип. Амплитудный метод выделения измерительной информации.

Для измерителей, использующих амплитудный способ выделения измерительной информации, характерна структурная схема, приведенная на рисунке 3.7. В частотозадающий колебательный контур генератора включена обмотка вихретокового преобразователя. При изменении зазора между измерительным преобразователем и объектом контроля изменяется индуктивность катушки преобразователя, что вызывает изменение частота генерируемых генератором колебаний.

Рисунок 3.7 – Структурная схема измерителя, использующий амплитудный (частотный) способ выделения информации

Выходное напряжение генератора поступает на амплитудный (или частотный) преобразователь, постоянное напряжение с выхода которого, пропорциональное амплитуде или отклонению частоты и амплитуды от номинального значения, поступает на индикатор, проградуированный в единицах преобразуемой неэлектрической величины .

Для решения измерительных задач, возникающих в процессе эксплуатации различных турбоагрегатов, возможно использование следующей аппаратуры:

- преобразователи зазора и вибрации ДЗВ (датчик зазора и вибрации);

- преобразователи перемещения ДПТ;

- блоки согласования для преобразователей ДЗВ и ДПТ;

- цифровые блоки обработки (ПБ) для преобразователей ДЗВ и ДПТ;

- индуктивные преобразователи перемещений ИДП.

Преобразователи предназначены для измерения:

- осевого смещения (ОС);

- виброперемещения (ВП);

- осевого сдвига ротора (ОСР);

- относительного расширения ротора (ОРР);

- теплового расширения турбин (ТРТ);

- числа оборотов (ТХ);

- искривления вала (ИВ);