Металлический калибровочный постоянный магнит
Товары
Услуги
Полезная информация
Магнитные толщиномеры – виды, возможности, недостатки
Магнитные толщиномеры предназначены для контроля толщины немагнитных покрытий на ферромагнитном основании. В отличие от вихретоковых они как правило позволяют, измерять в равной степени толщину и диэлектрических, и электропроводящих покрытий. Наиболее часто магнитные толщиномеры применяются для таких сочетаний основания и покрытия как изоляция на стальных трубах, краска на стали, хром на стали и т.д. Недопустимыми сочетаниями для магнитных толщиномеров являются краска на алюминии, краска на дереве или пластике, незастывшая краска. По принципу действия все магнитные толщиномеры можно подразделить на три группы: 1) пондеромоторного действия, 2) индукционные; 3) магнитостатические.
Пондеромоторный метод основан на регистрации силы отрыва постоянного магнита или сердечника электромагнита от поверхности изделия и на оценке толщины контролируемого покрытия по значению этой силы. В первом случае сила определяется при помощи пружинных динамометров, во втором – по изменению тока намагничивания. Часть приборов работающих по данному принципу, особенно стационарного типа, уже потеряла практический интерес, так ка в последние годы были разработаны более совершенные устройства. Из приборов данной группы, сохранивших актуальность в настоящее время, следует выделить миниатюрные толщиномеры, которые работают по методу прямого отрыва (по ГОСТ 31993-2013 (ISO 2808:2007). Таких толщиномеров два типа:
- карандашного типа. Суть их работы заключается в притяжении измерительного магнита к ферромагнитной поверхности через покрытие. Сила притяжения магнита зависит от толщины покрытия. Данная зависимость механически конвертируется в толщину покрытия на стрелочном индикаторе.
- рычажного типа, конструкция которых обеспечивает компенсацию веса магнита в любом положении. Приборы рычажного типа позволяют осуществлять контроль различных немагнитных покрытий, с толщиной до 10 мм. По сравнению с толщиномерами карандашного типа они обеспечивают более высокую точность измерений, особенно при контроле покрытий на изделиях с плоской поверхностью. Применение этих приборов для измерения толщины покрытий на изделиях сложной формы затруднено. (на фото толщиномер покрытий MikroTest немецкой компании ElektroPhysik.
К общим недостаткам всех магнитно-отрывных толщиномеров с постоянным магнитом следует отнести изнашивание наконечника магнита, которое влияет на градуирование прибора, и загрязнение магнита различными веществами или ферромагнитными опилками. Кроме того, серьезным недостатком является эффект механического прилипания магнита к поверхности, а при контроле мягких покрытий, например, лакокрасочных, - проникновение магнита в покрытие. Необходимо также отметить, что используемые в приборах пружины в процессе эксплуатации изменяют упругие характеристики. Перечисленные факторы могут привести к дополнительным погрешностям измерений, значительно превосходящим значение основной погрешности, предусмотренной техническими условиями на прибор. Это требует тщательной подготовки таких толщиномеров к работе и, при необходимости, своевременного ввода соответствующих поправок.
Индукционные толщиномеры не имеют большинства недостатков пондеромоторного метода и получили наиболее широкое распространение среди толщиномеров магнитного типа. Принцип их действия основан на измерении изменений магнитного сопротивления цепи, состоящей из ферромагнитной основы изделия, измерительного преобразователя и немагнитного зазора между ними, соответствующего толщине покрытия. Индукционный измерительный преобразователь запитывается синусоидальным током. По сравнению с толщиномерами пондеромоторного действия индукционные толщиномеры обладают значительно более высокой точностью измерений (обычно 3% измеряемого значения), процесс измерения в них идет практически непрерывно, что значительно его упрощает и ускоряет.
Магнитостатические толщиномеры – третья группа магнитных толщиномеров. Принцип их действия основан на определении напряженности магнитного поля в зазоре между постоянным магнитом (или электромагнитом) и ферромагнитным материалом основы. В большинстве магнитных толщиномеров используется двухполюсная магнитная система с постоянными стержневыми и П-образными магнитами. Простейшими приборами такого типа являются толщиномеры, в которых сочетается применение П-образного магнита и механической магнитоуравновешенной системы, расположенной в межполюсном пространстве магнита.
На фото магнитный магнитостатический толщиномер ElektroPhysik MiniTest FH-7400
Магнитостатические толщиномеры имеют более простую схемную реализацию и более технологичный в исполнении измерительный преобразователь (отсутствует необходимость намотки катушек), это делает их развитие более перспективным по сравнению с индукционными толщиномерами. Другим важным преимуществом магнитостатических толщиномеров является отсутствие переменного магнитного поля, создаваемого измерительным преобразователем и приводящего к потерям на вихревые токи при контроле электропроводящих немагнитных покрытий. При имеющихся преимуществах двухполюсных систем они имеют недостатки. Такие толщиномеры чувствительны к анизотропии свойств и к шероховатости ферромагнитного основания; кроме того, при их использовании необходимо обеспечивать одинаковый и надежный контакт полюсов преобразователя с контролируемой поверхностью.
При работе с магнитными толщиномерами необходимо учитывать многочисленные факторы, влияющие на результаты измерений: колебания магнитных свойств покрытия или основы, состояние поверхности, форму изделия и др. В значительной мере влияние этих факторов обусловлено размерами и формой магнита, топографией и напряженностью магнитного поля. В связи с возросшими требованиями к точности и надежности производственного контроля толщины покрытий резко возросли требования к их поверке и калибровке. Для метрологического обеспечения толщинометрии покрытий производятся специальные образцы с разными сочетаниями материалов покрытия и основы. Большое число вновь разрабатываемых и применяемых материалов исключает возможность серийного выпуска всей гаммы эталонных образцов, поэтому важнейшей задачей, стоящей перед разработчиками приборов магнитной толщинометрии, является создание безобразцового метода измерения толщины покрытий. Для проведения толщинометрии покрытий на опасных производственных объектах необходима аттестация по магнитному методу неразрушающего контроля.
Металлический калибровочный постоянный магнит
Предназначен для проведения процедуры калибровки детекторов газа. Также применяется для проверки работоспособности и «сброса» и переключения состояния пожарных дымовых извещателей и извещателей пламени.
Разработка, производство и внедрение комплексных АСПС, КЗ и ПТ для сложных технологический объектов нефтяной, газовой и химической промышленностей
Согласно ФЗ-152 уведомляем вас, что для корректного функционирования и аналитических исследований наш сайт собирает файлы cookie, данные об IP-адресе и местоположении пользователей. Продолжая использовать этот сайт, вы соглашаетесь на обработку полученных данных.
Для корректного функционирования и аналитических исследований наш сайт собирает файлы cookie, данные об IP-адресе и местоположении пользователей. Продолжая использовать этот сайт, вы соглашаетесь на обработку полученных данных.
Калибровочный постоянный магнит (кат. № 009700-001)
Данный калибровочный постоянный магнит предназначен для запуска режима калибровки и навигации по меню контроллеров UD10 и UD20.
Вы можете купить калибровочный постоянный магнит (кат. № 009700-001) в компании АО «Спецпожинжиниринг».
Разработка, производство и внедрение комплексных АСПС, КЗ и ПТ для сложных технологический объектов нефтяной, газовой и химической промышленностей
Согласно ФЗ-152 уведомляем вас, что для корректного функционирования и аналитических исследований наш сайт собирает файлы cookie, данные об IP-адресе и местоположении пользователей. Продолжая использовать этот сайт, вы соглашаетесь на обработку полученных данных.
Для корректного функционирования и аналитических исследований наш сайт собирает файлы cookie, данные об IP-адресе и местоположении пользователей. Продолжая использовать этот сайт, вы соглашаетесь на обработку полученных данных.
Металлический калибровочный постоянный магнит
Калибровочная магнитная система из двух соосно расположенных
кольцевых постоянных магнитов с зоной однородности в центре
В ряде случаев (например, для калибровки датчиков магнитной индукции) требуются системы, создающие однородное магнитное поле в некоторой протяженной зоне (зоне однородности), например, электромагнит [7, 1 4 ] или кольца Гельмгольца [1 2 ]. Однако для них необходим источник тока заданной величины и, возможно, прибор для измерения индукции магнитного поля [ 10 ], что не всегда удобно. Использование постоянных магнитов позволяет создавать калибровочные системы, не требующие источника питания, причем величина магнитного поля этих систем может оставаться стабильной в течение многих лет [ 9 ]. Известно деление датчиков магнитной индукции по направлению силовых линий измеряемого поля относительно оси щупа, в который вмонтирован датчик: С- и М- типа (расположение силовых линий измеряемого поля вдоль и поперек оси щупа, соответственно). Желательно иметь магнитную систему, которая позволяла бы иметь доступ к зоне однородности для обоих типов датчиков (кольца Гельмгольца этому требованию удовлетворяют).
Один из пробных вариантов магнитной системы, удовлетворяющей вышеприведенным требованиям, собран по осесимметричной схеме [5] (рис. 1 и 2). Система состоит из двух одинаковых кольцевых постоянных магнитов из феррита бария марки 28БА190 [8] типоразмера К60 х 24 х 9 (внешний диаметр 60 мм, внутренний - 24 мм, высота 9 мм), расположенных соосно на расстоянии 8 мм друг от друга. Направление намагниченности аксиальное (показано на рисунке стрелками), одинаковое для обоих магнитов. Между магнитными кольцами помещены три немагнитные прокладки толщиной 8 мм (немагнитные гайки М10). Кольца склеены с прокладками эпоксидной смолой. В центре системы имеется зона однородного магнитного поля, к которой существует доступ как вдоль оси системы (через отверстия в магнитах), так и в перпендикулярном направлении (через зазор между магнитами). Направление вектора магнитной индукции в этой зоне противоположно направлению намагниченности постоянных магнитов.
Рис. 1. Чертеж магнитной системы в разрезе.
Рис. 2. Внешний вид пробного варианта магнитной системы.
Методом конечных элементов [11] был произведен расчет распределения магнитного поля в системе. Результаты представлены на рис. 3.
Рис. 3. Распределение силовых линий магнитного поля и плотности магнитного потока в магнитной системе.
Расчеты и синтез магнитной системы производились с помощью программы A_Magnet [1] и методом конечных элементов [ 11 ] . Программа A_Magnet позволяет рассчитывать индукцию магнитного поля кольцевого постоянного магнита методом эквивалентного соленоида. Магнитное поле системы кольцевых магнитов в соответствии с принципом суперпозиции [ 6 ] равно векторной сумме магнитных полей, создаваемых каждым магнитом в отдельности. Для уменьшения трудоемкости расчетов можно использовать программу AM_System [2] , которая позволяет сразу рассчитывать индукцию магнитного поля рассматриваемой системы из двух кольцевых постоянных магнитов в произвольной точке пространства. Результаты расчетов аксиальной составляющей магнитной индукции с помощью программы A_Magnet и методом конечных элементов приведены на рис. 4 и 5. При расчетах значение остаточной индукции феррита бария марки 28БА190 принято равным 0.39 Тл, коэрцитивной силы по намагниченности - 190 кА/м [9] .
Рис. 4. Аксиальная составляющая магнитной индукции вдоль оси симметрии системы и вдоль оси, расположенной на расстоянии 2 мм от оси симметрии. Расчеты с помощью программы A_Magnet [1] .
Рис. 5. Аксиальная составляющая магнитной индукции вдоль оси симметрии системы и вдоль оси, расположенной на расстоянии 2 мм от оси симметрии. Расчеты методом конечных элементов [ 10 ] .
Из графиков рис. 4 и 5 видно, что в центре системы должна существовать зона однородного магнитного поля (в виде цилиндра диаметром 4 мм и высотой 4 мм), в которой величина неоднородности не превышает 6 %. Если рассматривать зону меньших размеров, то величина неоднородности также уменьшится.
Измерения индукции магнитного поля реальной системы проводились с помощью тесламетра [ 3 ] с щупами С- и М- типа на основе датчиков Холла. Результаты измерений, в общем подтверждающие данные расчетов, представлены на рис. 6. Причем величина неоднородности магнитного поля в зоне диаметром 4 мм высотой 4 мм, расположенной в центре системы, реально не превышает 2 %.
Рис. 6. Аксиальная составляющая магнитной индукции вдоль оси симметрии системы и вдоль оси, расположенной на расстоянии 2 мм от оси симметрии. Результаты измерений с помощью тесламетра [3].
Итак, магнитная система вышеприведенной конструкции имеет в центре зону однородного магнитного поля с двухкоординатным доступом и может в некоторых случаях, например, при проверке и калибровке тесламетров с датчиками Холла [9] , заменять кольца Гельмгольца [12] . Причем для создания такого же по величине поля в системе катушек Гельмгольца требуется достаточно большой ток, при котором время работы системы ограничено. Изменяя марку и типоразмер постоянных магнитов [8] , можно строить аналогичные калибровочные системы с различными размерами зоны однородности и величиной индукции магнитного поля в этой зоне. Расчет таких систем может быть с хорошей степенью точности выполнен с помощью программы A_Magnet [1] или AM_System [2] . На рис. 7 показан рабочий вариант калибровочной магнитной системы, рассчитанной с помощью вышеупомянутых программ.
Рис. 7. Внешний вид рабочего варианта калибровочной магнитной системы из двух соосных кольцевых постоянных феррит-бариевых магнитов типоразмера К60 х 24 х 9. Диаметр проходного отверстия 21 мм, зазор между магнитами 5 мм. Магнитная индукция в центре для разных калибровочных систем порядка 60 мТл.
Для намагничивания кольцевых постоянных магнитов из феррита бария до насыщения использовался малогабаритный электромагнит [ 7 , 14 ] с блоком питания [4], а также установки импульсного намагничивания [1 3 ] .
Желающие приобрести калибровочную магнитную систему могут обратиться за дополнительной информацией к автору (см. раздел Контактная информация).
Читайте также: