УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ МАГНИТНОГО ПОРОШКА

Предлагаемая полезная модель относится к области неразрушающих методов дефектоскопии. Качество проведения контроля ответственных деталей магнитопорошковым методом существенно зависит от концентрации магнитного порошка в суспензии. Отклонение концентрации магнитного порошка от заданной может привести к пропуску дефектов.
Известно устройство для измерения концентрации магнитного порошка в суспензии для магнитопорошкового контроля, выполненное в виде специальной колбы, соединенной в нижней части с мерной трубкой (А.А. Богоявленский, К.Е. Матюхин. Метрологическое обеспечение измерений концентрации магнитной суспензии при неразрушающем контроле воздушных судов.- Мир измерений. - 2014. - №10. - с. 6). Концентрация магнитного порошка определяется по его количеству в мерной трубке после отстаивания пробы суспензии заданного объема. Основной недостаток устройств данного типа - большие затраты времени при определении концентрации магнитного порошка, так как отстаивание пробы суспензии процесс длительный и достигает нескольких часов.
Известен также измеритель концентрации магнитного порошка в суспензии для магнитопорошкового контроля, содержащий датчик в виде генератора LC, соединенного с источником питания и частотомером, выход которого подключен к микроконтроллеру, связанному с источником питания, дисплеем и кнопками управления, в котором индуктивность L контура LC выполнена в виде соленоида (полезная модель №126139, опубл. 20.03.2013). Данное устройство позволяет существенно (до нескольких минут) уменьшить время, необходимое для определения концентрации магнитного порошка. Это устройство наиболее близко к предлагаемому.
Для определения концентрации магнитного порошка в суспензии с помощью данного устройства изучаемая суспензия предварительно наливается в специальные пробирку, а затем пробирка устанавливается в соленоид устройства. Необходимость наполнять пробирки суспензией, а перед этим отбирать образцы суспензии из технологического оборудования для магнитопорошкового контроля, приводит к дополнительным трудозатратам и дополнительным погрешностям при измерении. В частности, дополнительные погрешности появляются из-за разброса диаметров пробирок, устанавливаемых в соленоид устройства, из-за разности количества суспензии в пробирках, из-за квалификации оператора при отборе проб - при отсутствии постоянного перемешивания верхняя часть суспензии быстро осветляется и проба может быть не достоверной.
Предлагаемой полезной моделью решается задача повышения качества магнитопорошкового контроля за счет повышения оперативности измерения концентрации магнитного порошка в суспензии и исключения дополнительных погрешностей в процессе измерений.
Для достижения этого технического результата в измерителе концентрации магнитного порошка в суспензии для магнитопорошкового контроля, содержащем датчик в виде генератора LC, соединенного с источником питания и частотомером, выход которого подключен к микроконтроллеру, связанному с источником питания, дисплеем и кнопками управления, индуктивность L контура LC выполнена в виде соленоида, при этом соленоид закрыт герметичным корпусом, внутренняя часть герметичного корпуса, которая закрывает обмотку соленоида изнутри, выполнена в виде трубки из диэлектрического материала, а наружная поверхность герметичного корпуса выполнена в виде экрана из электропроводящего материала с прорезью по образующей.
Отличительными признаками предлагаемого устройства от указанного выше известного является то, что соленоид закрыт герметичным корпусом, при этом внутренняя часть герметичного корпуса, которая закрывает обмотку соленоида изнутри, выполнена в виде трубки из диэлектрического материала, а наружная поверхность герметичного корпуса выполнена в виде экрана из электропроводящего материала с прорезью по образующей.
Благодаря наличию этих признаков достигается возможность измерять концентрацию магнитного порошка в суспензии для магнитопорошкового контроля непосредственно в технологическом оборудовании или емкости для приготовления суспензии путем опускания герметичного соленоида устройства в суспензию. При этом исключаются операции отбора пробы из оборудования, наполнения пробирки, перемещение пробирки к устройству измерения концентрации и установки пробирки в соленоид данного устройства. Все это позволяет существенно повысить оперативность измерений концентрации магнитного порошка в суспензии и уменьшить погрешности измерений, обусловленные оседанием магнитного порошка, исключить погрешности измерения, связанные с размерами и наполнением пробирок, и в целом повысить качество магнитопорошкового контроля ответственных деталей.
На чертеже (фиг. 1) приведена блок-схема предлагаемого измерителя концентрации магнитного порошка в суспензии для магнитопорошкового контроля и конструкция соленоида данного устройства.
Предлагаемое устройство содержит источник питания 1, генератор 2, LC контур из соленоида 3 и конденсатора 4, частотомер 5, микроконтроллер 6, дисплей 7, кнопку 8 включения устройства, кнопку 9 установки «0». Соленоид 3 закрыт герметичным корпусом 10, при этом внутренняя часть герметичного корпуса 10, закрывающая обмотку соленоида 3 изнутри, выполнена в виде трубки 11 из диэлектрического материала, а наружная поверхность герметичного корпуса 10 выполнена в виде экрана 12 из электропроводящего материала с прорезью 13 по образующей, необходимой для стабильной работы LC контура. К герметичному корпусу 10 жестко и герметично присоединена трубка 14, которая необходима для неподвижного соединения с корпусом устройства (не показан) и подвода проводников 15 к соленоиду 3.
В память микроконтроллера 6 предварительно вводят калибровочные данные, т.е. данные о частоте генератора 2 в зависимости от содержания магнитного порошка в применяемой при контроле дисперсионной среде. В процессе эксплуатации измерителя концентрации калибровки не производятся.
При нажатии кнопки 8 включения устройства от источника питания 1 осуществляется питание генератора 2, частотомера 5, микроконтроллера 6, дисплея 7. Для установки «0» нажимается кнопка 9 и частота генератора 2, измеренная с помощью частотомера 5, вводится в память микроконтроллера 6 и используется как базовая при дальнейших измерениях. После установки «0» устройство полностью готово к работе и при опускании датчика (герметичного корпуса 10 с соленоидом 3) в анализируемую суспензию резонансная частота, соответствующая содержанию магнитного порошка внутри соленоида 3, измеряется с помощью частотомера 5 и вводится в микроконтроллер 6. В микроконтроллере 6 проводится сравнение разницы частот при установке «0» и проведении измерений в суспензии с данными калибровки устройства, предварительно внесенными в память микроконтроллера, и результат в г/л отображается на дисплее 7.
Выполнение измерителя концентрации магнитного порошка в суспензии для магнитопорошкового контроля по данному предложению позволило создать малогабаритный прибор (вес прибора ИКСП-9 - 160 г.), время определения концентрации магнитного порошка в суспензии с помощью которого составляет несколько секунд. Это позволяет оперативно определять концентрацию магнитного порошка непосредственно в технологическом оборудовании или сразу после приготовления суспензии, что повышает объективность контроля и уменьшает простои оборудования. Отсутствие необходимости наполнять пробирки перед измерениями не только снижает трудоемкость работ, но и снижает погрешности измерений из-за разности в размерах пробирок, так как объем суспензии внутри соленоида при его погружении в суспензию всегда одинаков.