Главная -> Словарь

Электромагнитное излучение

В данной работе рассматриваются теоретические основы электромагнитных методов неразрушающего контроля, первичные электромагнитные измерительные преобразователи, серийно выпускаемые и перспективные средства неразрушающего контроля, применяемые для решения задач диагностирования технического состояния оборудования нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств. Рассмотрены также вопросы применения электромагнитных преобразователей и средств неразрушающего контроля при механических испытаниях конструкционных материалов и вопросы метрологического обеспечения электромагнитных средств диагностики. Книга содержит обширный обзор нормативно-технической документации по рассматриваемым вопросам.

помощью различного рода электромагнитных преобразователей, реализующих в общем случае функцию преобразования вида

3.3.1 Классификация и основные характеристики первичных электромагнитных преобразователей

Рисунок 3.3.19 — Варианты расположения осей электромагнитных преобразователей с тороидальным ферритовым сердечником

Преобразователи первой группы имеют существенные преимущества, определяемые прежде всего тем, что в них используется единая измерительная цепь. Реализация таких преобразователей стала возможной только с появлением электромагнитных преобразователей, обладающих вентильными свойствами,- преобразователей с сердечником из материала с прямоугольной петлей гистерезиса, а также преобразователей с неравномерной плотностью обмотки, позволяющих формировать поля П-образной импульсной формы по заданным пространственным координатам и за счет этого повысить локальность контроля и отстроиться от влияния соседних преобразователей.

/ - расстояние между осями преобразователей вдоль оси строки. Основным недостатком многоэлементных электромагнитных преобразователей является большое число параллельных проводников, соединяющих чувствительные элементы с электронным блоком развертки, что снижает надежность устройства и обусловливает высокий уровень перекрестных помех. Для устранения этого недостатка в работе предлагается применить строчный электромагнитный преобразователь с самосканированием . Каждая ячейка строчного преобразователя содержит кольцевой сердечник из материала с 11111, обмотка которого через цепочку из последовательно соединенных резистора и диода соединена с обмоткой возбуждения элементарного преобразователя и обмоткой пе-ремагничивания сердечника следующей ячейки. Элементарные преобразователи содержат кольцевые сердечники из материала с 11111", короткозамк-нутую обмотку, индуктивность которой L и активное сопротивление R показаны на рисунке 3.3.27. Вместо элемента R могут быть включены магни-

Применение электромагнитных средств с многоэлементными преобразователями является эффективным способом повышения производительности контроля крупногабаритных изделий со сложной поверхностью. Достигнутый на сегодняшний день уровень технологии изготовления многоэлементных электромагнитных преобразователей позволяет не только повысить производительность сканирования контролируемой поверхности, но и решить очень важную и актуальную задачу - визуализацию топографии электромагнитных полей на поверхности объекта контроля. Значение визуализации физических полей в системах контроля и управления качеством изделий отмечено в большом количестве работ . Это связано как с физиологическими особенностями восприятия информации оператором - большую часть информации человек воспринимает через органы зрения и ему свойственно оперировать зрительными образами, так и с тем, что визуальное изображение, которое несет большое количество информации об объекте контроля, существенно упрощает и расширяет функциональные возможности систем ввода информации в электронно-вычислительные устройства. Интенсивное развитие компьютерных методов распознавания и обработки изображений также способствуют исследованиям в области визуализации физических полей и разработке устройств НК с визуальным представлением информации. В настоящее время ведутся интенсивные работы по созданию устройств неразрушающего контроля с визуализацией постоянных и переменных магнитных полей .

Способом снижения числа выводов и перекрестных помех многоэлементных преобразователей является применение строчных электромагнитных преобразователей. При сканировании поверхности объекта контроля строчным преобразователем информация., считанная с элементарных преобразователей, записывается построчно в ячейки полупроводникового запоминающего устройства. После того, как сформируется кадр, соответствующий просканированному участку, изображение рельефа электромагнитного поля выводится на экран видеоконтрольного устройства. Этот способ визуализации применен в магнитном интроскопе МД-10Т (((71, 80), структурная схема которого изображена на рисунке 3.4.28.

Строчный преобразователь состоит из 64 импульсных электромагнитных преобразователей с ферритовым сердечником, соединенных посредством адресных шин и общей измерительной обмотки. Каждый элементарный преобразователь содержит третью короткозамкнутую обмотку, электрические параметры которой изменяются при взаимодействии с объектом контроля. Это вызывает изменение магнитного состояния сердечника и соответственно параметров ЭДС электромагнитной индукции в измерительной обмотке. Для обеспечения механической прочности строчный преобразователь совместно с блоком дешифрации залит полиуретаном-реактопластом. Преобразователь установлен на роликах. Для обеспечения постоянства

цифро-аналогового преобразования , обеспечивающих дискретизацию сигнала на периоде N ~ 1024 и квантование по уровню R = 16 разрядов. Диапазон исследуемых частот составляет от 5 до 44 кГц. Система позволяет сформировать сигналы произвольной формы - от прямоугольных до гармонических. Электромагнитные преобразователи подключаются к персональному компьютеру через плату сопряжения. Сигналы, генерируемые системой, через ЦАП поступают в обмотки возбуждения электромагнитных преобразователей, а сигналы измерительных обмоток преобразователей через АЦП поступают в ПК для дальнейшей обработки.

гармоник сигнала электромагнитных преобразователей может быть использована эталонная математическая модель - образ исправного состояния оборудования в виде многомерного пространственного вектора:

Увеличение энергии молекулы может осуществляться только вследствие поглощения такого количества энергии, которое позволяет молекуле совершить переход с нижнего уровня энергии на более высокий. Одной из важнейших форм энергии является электромагнитное излучение, которое может рассматриваться как состоящее из «частиц», получивших название фотонов и имеющих энергию, зависящую от частоты излучения Рис. 1. Схематическая диа-в соответствии с законом Планка: Eph = hv, грамма уровней энергии моле-где h — универсальная постоянная представляет собой посеребренный латунный стакан С, разделенный на две части тонкой диэлектрической пластинкой ЦП с малыми потерями. Пластинка закреплена строго перпендикулярно относительно оси стакана. Верхняя и нижняя секции резонатора замыкаются бесконтактными подвижными поршнями /7, на тыльной стороне которых закреплены пластины, поглощающие электромагнитное излучение. Верхний поршень резонатора, работающего на частоте 9,5 ГГц, жестко связан со штоком длиномера ИЗВ-2, а нижний перемещается_х: помощью микровинта. Оба поршня второго и третьего резонаторов перемещаются с помощью микровинтов. Верхняя секция в процессе измерения заполняется исследуемой жидкостью, а нижняя остается пустой.

Согласно современной международной классификации, к электромагнитным методам неразрушающего контроля относятся методы, использующие электромагнитное излучение частотой от 0 до 500 МГц. В России электромагнитные методы неразрушающего контроля, в соответствии с ГОСТ 18353-79, подразделяются на магнитные, электрические и вихрето-ковые. Несмотря на то, что электромагнитные методы неразрушающего контроля сравнительно давно применяются на промышленных предприятиях, на нефтехимических и нефтеперерабатывающих производствах до последнего времени они не находшш широкою применения для решения задач диагностирования крупногабаритного оборудования, а использовались в основном для контроля отдельных деталей и конструкционных элементов. Объясняется это тем, что электромагнитные средства неразрушающего контроля, наиболее широко применявшиеся в промышленности, при всех их положительных качествах имели низкую производительность при диагностировании крупногабаритных объектов. Условия для широкого применения электромагнитных средств для диагностики технического состояния крупногабаритного оборудования создались только в последние годы. Это связано с разработкой электромагнитных средств неразрушаю-

Согласно современной международной классификации, к электромагнитным методам неразрушающего контроля относятся методы, использующие электромагнитное излучение частотой от 0 до 500 МГц. В России электромагнитные методы неразрушающего контроля, в соответствии с ГОСТ 18353-79, подразделяются на магнитные, электрические и вихрето-ковые. Несмочря на то, что электромагнитные методы неразрушающего контроля сравнительно давно применяются на промышленных предприятиях, на нефтехимических и нефтеперерабатывающих производствах до последнего времени они не находили широкого применения для решения задач диагностирования крупногабаритного оборудования, а использовались в основном для контроля отдельных деталей и конструкционных элементов. Объясняется это тем. что электромагнитные средства неразрушающего контроля, наиболее широко применявшиеся в промышленности, при всех их положительных качествах имели низкую производительность при диагностировании крупногабаритных объектов. Условия для широкого применения электромагнитных средств для диагностики технического состояния крупногабаритного оборудования создались только в последние годы. Это связано с разработкой электромагнитных средств неразрушаю-

Сущность метода ядерного магнитного резонанса заключается в том, что, помещая вещество, содержащее атомы , ядра которых обладают магнитным моментом, в сильное постоянное магнитное поле и накладывая на эту систему значительно более слабое высокочастотное электромагнитное излучение, можно при соблюдении определенных условий наблюдать резонансное поглощение энергии, происходящее на строго определенной частоте, зависящей от положения атома в молекуле вещества. По спектрам ядерного магнитного резонанса в компонентах битума можно определить относительное количество протонов, находящихся в ароматических кольцах, в метиленовых и метальных группах, а также при насыщенных атомах углерода, непосредственно связанных с кольцом . Используя эти данные и данные о молекулярном весе и элементарном составе, можно рассчитать относительное количество атомов углерода, входящих в ароматические кольца, по отношению к общему их количеству и число этих

Пирографит обладает высокой эрозионной стойкостью к расплавам многих полупроводниковых веществ. Он сравнительно слабо поглощает электромагнитное излучение в интервале частот 67—74 кГц.

При промышленном использовании радиационных процессов облучение нефтяного сырья тепловыми нейтронами может вызвать трудности, связанные с наведенной или искусственной радиоактивностью. Эта важная сторона радиационных технологических процессов будет рассмотрена дальше. Обычные формы остаточной радиации сильно осложняют последующее эффективное использование получаемых продуктов. Для достижения максимальной эффективности поступающее излучение должно в минимальной степени поглощаться стенками реактора и в максимальной — перерабатываемым сырьем. Применительно к парофазным реакциям в системах высокого давления электромагнитное излучение удовлетворяет первому из этих требований, но не удовлетворяет второму. Для излучения в виде элементарных частиц справедливо обратное положение: поглощение стенками аппаратуры настолько интенсивно, что возникает необходимость к разработке специальных конструкций. На рис. 1 представлена специальная установка, сконструированная в исследовательском центре фирмы «Эссо», для облучения газов под высоким давлением непрерывно обегающим пучком электронов, получаемым в электростатическом генераторе Ван-де-Граафа. Особенностью этой камеры является устройство непрерывно охлаждаемого окошка, оборудованного специальной решеткой, отверстия которой расположены под критическими углами для достижения максимальной проникающей способности движущегося электронного пучка.

К основным агрегатам СВЧ—установки также относится магнетрон, в котором генерируется электромагнитное излучение СВЧ диапазона. Магнетрон представляет собой ламповый диод, имеющий анод и непосредственно нагреваемый катод. У