ДЕФЕКТОСКОП

Полезная модель относится к области исследования или анализа материалов, а более конкретно к дефектоскопам, с помощью которых определяется степень ржавости железной арматуры железобетонных опор контактной сети электрических железных дорог.
Известен дефектоскоп (RU №26850, G01N 23/18, 20.12.2002), который состоит из электронного блока с индикатором, электрически соединенным с источником питания. Электронный блок представляет собой измеритель емкости, выводы которого электрически соединены с электродами из электропроводящего материала. Работа дефектоскопа основана на различии в величинах диэлектрических проницаемостей «чистого» и ржавого железа. Измерив емкость участка опоры между электродами, содержащего железную арматуру, можно определить степень ржавости железной арматуры.
Недостаток данного дефектоскопа - большая трудоемкость операции диагностики, обусловленная необходимостью поиска места наиболее близкого залегания арматуры к поверхности железобетонной опоры.
Известен дефектоскоп, выбранный в качестве прототипа (RU 49268, G01N 23/18, 10.11.2005), содержит источник питания, выходы которого соединены с силовыми входами измерителя емкости с индикатором, измерительные входы измерителя емкости электрически соединены с электродами. Электроды выполнены полыми и заполнены металлическим порошком, внутренние стенки электродов изготовлены из эластичного материала, а наружные стенки выполнены из электропроводящего материала.
Основной недостаток прототипа заключается в необходимости выполнения серии предварительных измерений для отыскания места наиболее близкого расположения железной арматуры от поверхности железобетонной опоры. Это значительно увеличивает трудоемкость операции диагностики состояния арматуры.
Задача полезной модели - повышение производительности труда за счет использования зависимости тональности звукового сигнала от емкости диагностируемого участка.
Технический результат достигается тем, что в дефектоскопе, содержащем источник питания, выходы которого соединены с силовыми входами измерителя емкости с индикатором, измерительные входы измерителя емкости электрически соединены с электродами, которые выполнены полыми и заполнены металлическим порошком, внутренние стенки электродов изготовлены из эластичного материала, а наружные стенки выполнены из электропроводящего материала, к измерительным входам измерителя емкости подключен терменвокс.
Схема диагностики показана на чертеже. Измеритель емкости 1 с индикатором 2, представляющий собой измеритель емкости, например TESLA ВМ 591, подключается к источнику питания 3. Измерительные входы 4 измерителя емкости 1 присоединяются с помощью проводов к электродам 5. Электроды 5, выполненные в виде коробов, причем боковые 6 и внутренняя стенка 7, которой электрод 5 прижимается к опоре 8, изготовлены из эластичного материала, например из резины, каучука и искусственной кожи, остальные стенки короба выполнены из электропроводящего материала, например из алюминия или меди. Электроды 5 заполнены порошком 9 из электропроводящего материала, например из алюминия, меди, силумина. Участок опоры 8 содержит диагностируемую железную арматуру 10.
К измерительным входам 4 измерителя емкости 1 подключен терменвокс 11, например терменвокс Moog Theremini, Терменвокс MOOG Etherwave Plus.
Работа устройства происходит следующим образом. Электроды 5 прижимаются к участку опоры 8, содержащему железную арматуру 10. Из-за нажатия боковые стенки 6 и внутренняя стенка 7 электрода 5 деформируются в соответствии с рельефом поверхности участка опоры 8 и порошок 9 заполняет пустоты поверхности. Затем включается источник питания 3, под действием которого в цепи, состоящей из последовательно-соединенных измерителя емкости 1, электродов 5, участка опоры 8, содержащего железную арматуру 10, начинает протекать ток (i), под действием которого измеритель емкости 1 измеряет емкость участка опоры 8 между электродами 5. Согласно формуле
,
0
0
где ε - относительная проницаемость участка опоры 8, ε - электрическая постоянная, S - площадь поперечного сечения электрода 5, d - расстояние между электродами 5, данная емкость зависит от диэлектрической проницаемости εε участка опоры 8 между электродами 5. Если относительная проницаемость "чистого железа" составляет примерно 10 (Атабеков Г.И., Купалян С.Д., Тимофеев А.Б., Хухриков С.С. Теоретические основы электротехники. - 4-е изд. - ч. 2, 3. - М.: Энергия, 1979. - С. 415), то относительная проницаемость ржавого железа равна примерно 3 (Скорчеллетти В.В. Теоретическая электрохимия. - 3-е изд. - Л.: Химия, 1970. - С. 368).
Предварительно отыскивается место наиболее близкого расположения железной арматуры 10 относительно поверхности опоры 8, для этого наложенные электроды 5 начинают вращать по боковой поверхности опоры 8, при этом громкость звука терменвокса 11 начинает изменяться. Когда электроды 5 будут находиться над местом максимального выхода железной арматуры 10 к поверхности опоры 8, громкость звука будет наибольшей. В данном месте выполняют измерение емкости диагностируемого участка опоры 8. В зависимости от состояния железной арматуры 10 на индикаторе 2, который может быть выполнен в виде шкалы измерителя емкости 1, появится показание величины емкости, которая зависит от величины относительной проницаемости. Индикатор 2 (шкала) может быть проградуирован в степени ржавости железной арматуры 10. Градуировка осуществляется с использованием образцов, содержащих арматуру с известной степенью ржавости на известной глубине залегания.
Как можно заметить, использование терменвокса 11 позволяет быстро определить место наиболее близкого залегании железной арматуры 10 относительно поверхности опоры 8, что приводит к повышению производительности труда при диагностировании степени ржавости железной арматуры.