Вихретоковый Измеритель (Наблюдать Изменение Амплитуды И Фазы Датчика)

[spy4ik]

Есть задумка собрать "на коленке" схемку для ээээ... изучения вихретоковых явлений.

Википедия упоминает вихреток обычно совместно либо с металлодетекторами (и металлоискателями), либо дефектоскопами.

И то и то есть суть почти одно и то же, только терминология разная. Кстати для дефектоскопистов терминология утверждена стандартами.

Так вот. Все готовые изделия (рамочные металлодетекторы, ручные металлоискатели, комплекты радиолюбительские для металлодетекторов, измерители электропроводности, дефектоскопы универсальные, измерители вибраций вихретоковые, и т.д.) - все это уже идет как неразборное изделие, и не позволяет начинающему радиолюбителю "покопаться" в самой сути.

Задумка - подключать "голые" (и самодельные) датчики к какой-нибудь доступной аппаратуре и играться с отображением сигнала. "Датчики" будем называть ВТП - вихретоковыми преобразователями. А в качестве общедоступной аппаратуры в идеале выбрать персональный компьютер.

Использовать в качестве аппаратуры осциллограф - у меня не получилось. Сигнал на ВТП (датчике) виден - а вот его изменение (что собственно и интересно) - различить получается весьма сложно - даже если известно заранее как именно он должен меняться.

В самом простом и традиционном варианте - вихретоковый прибор это генератор синуса, который подается на излучающую обмотку, плюс втричная (измерительная) обмотка, на которой тоже, соответственно, будем иметь синус - только другой амплитуды и фазы.

(Обмотки в сборе и являются ВТП - в случае металлодетекции это большие поисковые катушки, а в случае дефектоскопии - малюсенькие катушечки. Называются - трансформаторными ВТП.)

Вся существенная информация как раз и содержится в этой амплитуде и фазе. Вернее их изменение - в процессе изменения электромагнитной обстановки в зоне пространства около ВТП. Изменение - это например приближение к монетке (несомненно - золотой, древней и с "отличным сохраном"), или пронос шелезяки через рамку, или отдаление катушек от металла при вибрации, или нарушение сплошности металла из-зи трещины, или изменеие удельной электропроводности, и тд - вот оно все гигантское многообразие задач.

Очень хочется иметь оцифрованный сигнал в компьютере (а не на экране осциллографа или дефектоскопа) - и дальше уже делать с ним какие хочешь извращения. В данном понимании "сигнал" - это изменение амплитуды в Вольтах, и фазы - в градусах.

Продолжение следует (с картинкаме :-)) )

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[spy4ik]

вот такая катуха трансформаторная мне попалась (четыре провода - первичная и вторичная обмотка одинаковые). Ее и подсоединял к генератору синуса, с нее и снимал на осциллограф сигнал.

Поднося к ней ферромагнитный предмет - наблюдал изменение амплитуды сигнала. Изменение фазы - ДОЛЖНО было быть, но его не видно. А хочется.

Смотрим картинки.

сиреневый - назовем нулевым. или базисным. или основным. или начальным. Пусть будет начальным.

Красный - полезным. Разница между сиреневым и красным как раз и несет всю полезную информацию.

При измерении - эта разница будет меняться.

Я так понимаю - это называется что сигнал будет амплитудно-модулированным и фазово-модулированным. Так?

Частота (как она называется - несущая?) - от единиц герц до нескольких мегагерц. "От и до" - потому что частота выбирается в зависимости от задачи.

В существующих приборах после установки рабочей частоты, подачи напряжения возбуждения на обмотку возбуждения и помещения нашего вихретокового преобразователя в место измерения - надо нажать кнопку "балансировка". После этого прибор выдает показания (амплитуду и фазу) уже относительно этой точки. Что именно там в приборе происходит - пока не понятно.

Как часто надо снимать показания? Обычно это 1КГц - то есть тысяча измерений в секунду.

И самое главное - сигнал надо оцифровать и передать в комп. В компе сигнал можно сохранить (хоть в ексель, хоть в лабвью) - и дальше уже копаться.

А существующие приборы дадут либо одну цифру на циферблате (и то - в условных единицах, не имеющих физического смысла), либо точку на экранчике (условная амплитуда и условная фаза).

А теперь вопрос:

можно ли придумать приставку к осциллографу чтобы яснее наблюдать

1)изменеие амплитуды

2)изменение фазы

Ну или устройство в котором будет и гена, и приемник с вычислителем амплитуды и фазы, ихний оцифратор и в комп передаватор.

Изменено 21 января, 2016 пользователем spy4ik

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[S_N_A_B_B_E_R]

А не пробовали воспользоваться двухлучевым осциллографом?

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[spy4ik]

двухканальным. Им, родимым. Пробовал. Уход фазы плохо видно. Речь идет за "рассмотреть единицы градусов". Наверное на мощном, современном, полноценном осциллографе с плавными регулировками и можно наиграться и выставить синусы равными и рассматривать "поближе" .

Но с синусоидами работать - не очень наглядно. У нас по-сути в процессе изменения измеряемой величины - изменяется индуктивность L и активное сопротивление R измерительной обмотки. Эти изменеия и хочется видеть - то есть изменеие комплексного сопротивления. Это самое изменеие импеданса было бы классно отображать в виде точки на этой самой комплексной плоскости.

Работаем мы только с синусоидами - осциллограф в данном случае - избыточен.

Измеряемый параметр в нашем случае (физически) - некая совокупность электромагнитных характеристик пространства вблизи катушки (форма металлического объекта, расстояние до него, удельная электропроводность, и тд). Это окружающее пространство составляет с катушкаой единую электромагнитную систему, а изменение этой системы и ведет к изменеию импеданса катухи.

С другой стороны - сигналом можно считать то изменеие напряжения на выводах измерительной обмотки, которое вызвано изменением взаимоиндукции первичной и вторичной обмоток.

Осциллографические методы остались в 80х годах, когда появилась возможность сигнал цифровать. Но при этом пару сигналов, например в 10МГц, не особо то напрямую оцифруешь, чтобы дальше их сравнивать.

В пожелтевших советских книжках среди основных блоков можно обнаружить : амплитудный детектор, балансный генератор, фазовращатель, квадратурный детектор, ну и потом всякие блоки обработки информации.

Не было с тех пор существенных прорывов в этой области. Меняется все по мелочам: корпуса, экраны, питание, интерфейсы.... а схема обработки сигнала до оцифровки - не менялась во всем мире.

У металлоискательщиков тоже похожая история - только расстояние до металла называют чуйкой, а электропроводность - дискримом.

Сделаем такую приставку к компу - дадим любому обладателю планшета/ноутбука/смартфона возможность создать ЛЮБОЙ вихретоковый прибор на свое усмотрение (виртуальные приборы LabView в помощь, например) ! Заманчиво?

[Vano79]

Не было с тех пор существенных прорывов в этой области. Меняется все по мелочам: корпуса, экраны, питание, интерфейсы.... а схема обработки сигнала до оцифровки - не менялась во всем мире.

1. Вы не в теме.

2. Вы пытаетесь изобрести велосипед.

Море-океан литературы по вихретоковому контролю (ВТК) и начать необходимо с классификации датчиков и задач, решаемые теми или иными датчиками.

[spy4ik]

1) вполне может быть. Приведите пример.

2) задача вычисления разности фаз каким образом зависит от типа датчика и задачи?

Я бы не изобретал. Я бы купил. Только где?