Прибор для измерения толщины слоя коррозии
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
Введение
Все ферромагнитные материалы в той или иной степени подвержены коррозии. Особенно сильно метал подвергается коррозии в условиях агрессивных сред, в том числе и на открытом воздухе. Поэтому, для обеспечения длительной и безопасной работы металлоконструкций необходимо иметь информацию о том насколько сильно эти металлоконструкции повреждены коррозией, т.е. необходимо знать толщину слоя ржавчины на поверхности.
Металлоконструкции, особенно работающие на открытом воздухе и соприкасающиеся с влагой покрываются слоем коррозии неравномерно. Это обусловлено неравномерным покрытием защитного слоя, его повреждением, неравномерным воздействием агрессивной среды, наличием местных микротрещин в металле и другими причинами. Поэтому для получения достоверной информации о состоянии металлоконструкции требуется обследование больших площадей метала.
Наиболее часто требуется контроль слоя коррозии на достаточно громоздких сооружениях. Это опоры ЛЭП, металлические поверхности воздуха и дымоотводных труб и т.п.. Части конструкции этих сооружений находятся на труднодоступных местах: подводные части корпуса судна, стрела подъемного крана, вышки ЛЭП. Поэтому для контроля толщин слоя коррозии на этих сооружениях необходимы приборы удобные для обслуживания минимальным числом операторов и позволяющие проводить быстрые и безопасные замеры в условиях повышенного риска.
Глава I
.1Способы решения задачи контроля толщин слоя коррозии
Электромагнитные преобразователи и их применение.
Развитие измерительной техники доказало, что наиболее удобным методом со многих точек зрения является преобразование различных контролируемых величин в электрические.
Основными преимуществами электрических методов измерения являются следующее:
Высокая чувствительность при возможности простого изменения чувствительности прибора в широком диапазоне значений измеряемой величины.
- Малая инерционность электрической аппаратуры, то есть возможность измерений в широком частотном диапазоне.
- Возможность измерения на расстоянии и одновременного измерения нескольких и различных по своей природе величин.
- Возможность комплектования измерительных приборов блоками однотипной электрической аппаратуры.
- Структура большинства электрических приборов для измерения не электрических величин состоит из трех основных узлов: датчика, измерительного устройства и указателя (см. рисунок 1.1). Каждый из этих узлов в конкретном приборе может включать в себя различные блоки. Назначение каждого из узлов строго определенно.
- На основании вышеизложенного видны недостатки используемых в настоящее время механических методов измерения.
- Замер производится в точке путем высверливания пробного шурфа с его последующими замерами. Данный способ неточен, неудобен, требует больших затрат времени, не позволяет достаточно полно судить о картине распределения слоя коррозии по контролируемой поверхности.
- Приборы контроля толщин пленок и лакокрасочных покрытий также мало отвечают предъявленным требованиям, так как громоздки, не могут работать в условиях высокой вибрации, производят контроль на малой поверхности.
- Для построения автономного измерительного прибора в его основу наиболее целесообразно положить применение датчиков емкостного или индуктивного типа. Это связано с тем, что такие преобразователи наиболее доступны, безопасны в работе, не требуют сложной перестройки и наладки.
- Однако, применение емкостных преобразователей нежелательно потому, что на величину емкости оказывает влияние не только толщина слоя диэлектрика, но и относительная диэлектрическая проницаемость вещества. Слой коррозии, особенно образующейся в условиях агрессивной среды (морская вода), имеет значительную неоднородность как по плотности (наличие воздушных раковин), так и по химическому составу. Поэтому при использовании емкостных преобразователей будет наблюдаться значительная погрешность, носящая случайный характер. Электромагнитные преобразователи, которые могут быть более или менее успешно применены для решения этой проблемы могут быть индуктивного и вихревого действия. Вихревой преобразователь собран и опробован в работе в реальных условиях, но по сравнению с индуктивным преобразователем он показал худшие результаты. Это связано с тем, что вихревой преобразователь имеет значительную погрешность при измерениях слоев коррозии толщиной 10-20 мм. Наиболее целесообразно применение в приборе датчика индуктивного типа. Конструктивно прибор можно выполнить в виде датчика, связанного гибким кабелем с автономным прибором с информационной головкой дающей информацию в аналоговой форме для непосредственного визуального считывания, (см. рисунок 1.2).Датчик должен представлять собой броневой сердечник без якоря. Якорем датчика является слой метала под коррозией. В зависимости от толщины слоя коррозии изменяется расстояние между датчиком и якорем. Датчик включен в измерительную цепь питаемую переменным током. При измерении величины зазора между сердечником датчика и якорем изменяется полное сопротивление индуктивного датчика, что может быть зарегистрировано измерительным прибором.
- 1.2 Эксплуатационные требования, учитываемые при разработке
- При проектировании изделия, которым будет управлять оператор, необходимо учитывать комплекс требований, отражающих особенности чел