Geum.ru

Прибор для измерения толщины слоя коррозии

Дипломная работа - Физика

Другие дипломы по предмету Физика

?лжна превышать на один-два порядка величину внутренних шумов самого прибора.

  • На основании вышеизложенного был разработан следующий датчик индуктивного типа.
  • Датчик представляет собой броневой сердечник из ферромагнитного материала с вложенной катушкой (рисунок 1.6) .
  • Якорем является корпус судна под слоем коррозии, условно представим его в виде плиты 3.
  • Между датчиком 1 и якорем 3 расположен слой коррозии 4. Всякое изменение толщины слоя коррозии вызывает изменение расстояния между датчиком и якорем, что приводит к изменению индуктивности датчика.
  • Броневой сердечник датчика выполняется из электротехнической стали. Торцевая поверхность обработана по высокому классу точности.
  • 2.2 Расчет электромагнитного датчика
  • Зададимся основными размерами корпуса датчика (рисунок 1.6)
  • Пусть: d = 38 мм, do = 10 мм, Д = 42 мм, Дс = 24 мм, ho = 24 мм, h = 27 мм.
  • При выбранных размерах корпуса датчика площадь опорной поверхности составит

  •  

    Сечение окна датчика для обмотки в преобразователе определяется по формуле

    • Q = вк1к
    • Где 1К - длина катушки между щечками, Вк высота щечки катушки.
    • 1К = 2 см
    • вк = d - do / 2 = 1.4 см.
    • Выбрав диаметр провода для обмотки равным dпр = 0,15 мм, можно найти число витков до полного заполнения окна сердечника.
    • Wmax = вк1к / dno = 2*1.4 / 0.015 =12413
    • Число витков катушки выбираем с учетом величины необходимой минимальной индуктивности датчика.
    • Принимает число витков равным W = 7500. Индуктивность катушки:

     

     

    • Активное сопротивление катушки:

     

    где р - удельная проводимость катушки, g - площадь сечения провода.

     

     

    • Длина провода 1 при среднем диаметре катушки Дср = 24 мм определяется из уравнения

    1 = До W (5)

    = 3.14 * 0.0024 * 7500 = 565 м

    следует:

    r = 0.017 * 565 / 0.0177 = 542.6 Ом

     

    Индуктивное сопротивление катушки определяется из уравнения:

     

    X1 = 2fI (6)

    X1 = 2 * 3.14 * 400 * 0.69 = 1733 Oм

     

    Полное сопротивление катушки будет равно:

     

    Параметры индуктивного преобразователя . измерены после его сборки и установки его на металлическую пластину.

    Измерение полного сопротивления индуктивного преобразователя производилось при различных значениях величин зазора между сердечником и пластиной.

    Сопротивление индуктивного преобразователя без якоря (преобразователь снят с пластины).

     

    r = 540 Ом, X1 - 842 Ом, z = 100 Ом.

     

    Таблица 1.1 Результаты измерения сопротивлений преобразователя при различных величинах зазора (входные характеристики датчика)

    ?,мкм030608090120170Z, Ом4773439341013903384636843387X, Ом4742435640653865380834443185?,мкм200255285315340370400Z, Ом3231304329582876280026582561X, Ом3185299329082825274726032503

    • На основании результатов измерения сопротивления построена выходная характеристика (рисунок 1.7)
    • Величина зазора измерялась с помощью оптиметра с точностью 1 мкм
    • Индуктивный датчик включается в измерительную цепь. Для балансировки измерительной цепи мостовой схемы включается компенсатор, являющийся аналогом индуктивного преобразователя.
    • Конструкция компенсатора, работающего совместно с индуктивным преобразователем, отличается от последнего наличием якоря с регулируемым воздушным зазором (рисунок 1.8)
    • Катушка компенсатора имеет число витков W = 8000, поэтому ее индуктивность равна

     

    Несколько большая величина индуктивности компенсатора по сравнению с катушкой преобразователя

    • позволяет подгонять индуктивности компенсатора под индуктивность преобразователя регулированием зазора между сердечником и якорем преобразователя компенсатора.
    • 2.3 Измерительный мост и измерительная головка
    • Как отмечалось выше, измерительный мост состоит из: датчика, компенсатора, потенциометра и резистора. Типономиналы резисторов приведены в спецификации.
    • Для регистрации электрического сигнала который поступает с диагонали измерительного моста в нее включается миллиамперметр, который включается через выпрямительный мост. Типономиналы приведены в спецификации.

    • Глава III
    • 3.1 Разработка преобразователя постоянного тока
    • Применение преобразователя постоянного напряжения в переменное обусловлено следующими причинами:
    • Датчик используемый в приборе является индуктивным, поэтому и питаться он.:. должен только переменным током. Что актуально и при
      питании от источников постоянного тока.
    • Даже при питании прибора от судовой сети напряжением 220 В промышленной частоты 50 Гц, для повышения КПД и чувствительности прибора, рекомендуется использовать преобразователь (генератор) частоты на 400 Гц.
    • До недавнего времени преобразование напряжения осуществлялось в основном с помощью электромагнитных и вибрационных преобразователей. Однако ведущее место в области преобразования постоянного напряжения принадлежит статическим полупроводниковым преобразователям на транзисторах и тиристорах.
    • Статические преобразователи по сравнению с электромагнитными и вибрационными имеют следующие достоинства: из-за отсутствия движущихся контактов они обладают высокой устойчивостью к механическим перегрузкам и вибрациям, благодаря возможности получения высоких частот колебаний напряжения от нескольких сотен герц до 20-40 кГц существенно уменьшаются габариты, масса трансформатора и фильтрующих цепей выпрямите