Дефектоскоп-градиентометр ДФ-103

Первым представителем семейства дефектоскопов, разработанных предприятием «Микроакустика», является дефектоскоп-градиентометр ДФ‑103 (рисунок 78). Это наиболее простой по схемотехническим решениям и функциональным возможностям прибор. Основное назначение ДФ‑103 — выявление дефектов (поверхностных и подповерхностных трещин) в ферромагнитных деталях.

Рисунок 78 Внешний вид дефектоскопа ДФ‑103А

1 — кнопка включения питания; 2 — световой индикатор питания; 3 — световой индикатор дефектов; 4 — решетка звукового индикатора дефектов;
5 — стрелочный прибор; 6 — аккумуляторная батарея; 7 — регулятор чувствительности (точно); 8 — регулятор чувствительности (грубо); 9 — феррозондовый преобразователь; 10 — кнопка проверки аккумуляторной батареи.

Регистрация дефектов осуществляется по звуковому и световому сигналам.

Технические характеристики дефектоскопа ДФ‑103 приведены в таблице 13.3

Дефектоскоп-градиентометр ДФ‑103А позволяет выявлять дефекты, соответствующие условным уровням чувствительности А, Б, Д по ГОСТ 21104.

Таблица 13.3

Характеристика	Значение
Диапазон измерения градиента напряженности магнитного поля, А/м^2	800—50 000
Относительная погрешность измерения градиента, %
Продолжительность непрерывной работы измерителя от аккумуляторной батареи, емкостью 0,55 А× ч, входящей в комплект поставки, ч, не менее
Габариты, мм, не более	170´125´58
Масса в чехле, кг, не более	0,82

Дефектоскоп-градиентометр ДФ‑103А измеряет абсолютное значение производной (градиента) проекции поля на ось Z по переменной x.

Результат измерения определяется по градуировочным графикам, которые прилагаются к паспорту дефектоскопа. Эти графики связывают значения градиента с показаниями стрелочного индикатора 5 и положениями регуляторов чувствительности 7, 8 (рисунок 78).

Работа с прибором производится в соответствии с руководством по эксплуатации.

13.2.4 Дефектоскоп-градиентометр ДФ‑105

В этой разработке механические переключатели заменены электронными. Для экономии питания при перерывах в работе введена кнопка «Память», переводящая прибор на экономичное питание с сохранением установленного уровня чувствительности. Технические характеристики дефектоскопа ДФ‑105 приведены в таблице 13.4

Таблица 13.4

Характеристика	Значение
Диапазон измерения градиента напряженности магнитного поля, А/м^2	2 000—65 000
Относительная погрешность измерения градиента, %
Продолжительность непрерывной работы измерителя от аккумуляторной батареи, емкостью 0,55 А/ ч, ч, не менее
Габариты, мм, не более	170´135´62
Масса в чехле, кг, не более	0,94

Дефектоскоп-градиентометр ДФ‑105 (рисунок 79) позволяет выявлять дефекты, соответствующие условным уровням чувствительности А, Б, Д по ГОСТ 21104.

Дефектоскоп-градиентометр ДФ‑105 также измеряет абсолютное значение производной (градиент) проекции поля на ось Z по переменной x. Отсчет производится по градуировочным графикам, связывающим значение градиента с показаниями стрелочного индикатора 7 и положением указателя уровня чувствительности 10.

Рисунок 79 Внешний вид дефектоскопа ДФ‑105А

1 — кнопка включения питания; 2 — световой индикатор питания; 3 — световой индикатор дефектов; 4 — световой индикатор разряда аккумуляторов;
5 — кнопка проверки напряжения аккумуляторной батареи; 6 — звуковой индикатор дефектов; 7 — измерительный прибор; 8 — соединитель для ФП;
9 — аккумуляторная батарея; 10 — указатель уровня чувствительности; 11,
12 — кнопки увеличения, уменьшения чувствительности; 13 — кнопка переключения дефектоскопа в дежурный режим; 14 — индикатор дежурного режима дефектоскопа.

13.2.5 Дефектоскоп-градиентометр феррозондовый ДФ‑201.1

Дефектоскоп-градиентометр ДФ‑201.1 (рисунок 80) является прибором принципиально иного класса по сравнению с предыдущими дефектоскопами. Схема обработки сигналов ФП в нем построена на микропроцессоре, что позволило реализовать две новые функции:

— запоминание в оперативной памяти (ОЗУ) технологической информации о контролируемом объекте (номер завода изготовителя вагона, номер вагона, номер детали, тип дефекта, его характеристики и т. д.);

— повышение точности измерения градиента и непосредственный отсчет его величины на жидкокристаллическом индикаторе — дисплее (без градуировочных графиков).

Технические характеристики дефектоскопа представлены в ­таблице 13.4.1

Дефектоскоп-градиентометр ДФ‑201.1 позволяет выявлять дефекты, соответствующие условным уровням чувствительности А, Б, Д по ГОСТ 21104.

Рисунок 80 Внешний вид дефектоскопа-градиентометра ДФ‑201.1

1 — кнопка включения питания; 2 — индикатор включения питания;
3 — дисплей; 4 — световой индикатор; 5 — батарея аккумуляторная;
6 — соединитель для подключения ФП; 7 — соединитель для подключения компьютера; 8 — кнопка записи информации о дефекте; 9, 10, 11 — кнопки переключения состояний прибора; 12 — кнопки ввода цифровой информации.

Таблица 13.4.1

Наименование параметра	Значение
Диапазон показаний градиента напряженности постоянного магнитного поля, А/м²	0—220 000
Диапазон измерений градиента напряженности постоянного магнитного поля, А/м²	1 000—200 000
Пределы допускаемой основной относительной погрешности  измерения градиента напряженности постоянного магнитного поля, % (GK — верхний предел измерения градиента напряженности, А/м^2; G — измеренное значение градиента напряженности, А/м^2).
Напряжение аккумуляторной батареи, В	8,5 — 13,0
Продолжительность непрерывной работы прибора от аккумуляторной батареи емкостью 0,55 А×ч, входящей в комплект поставки, ч, не менее
Габаритные размеры прибора (в чехле), мм, не более	152 ´ 195 ´ 96
Масса прибора (в чехле), кг, не более	1,4

13.2.6 Магнитоизмерительные феррозондовые комбинированные приборы Ф‑205

Приборы магнитоизмерительные феррозондовые комбинированные Ф‑205 выпускаются в настоящее время в трех модификациях Ф‑205.03, Ф‑205.30, Ф‑205.38.

13.2.7 Магнитоизмерительный феррозондовый комбинированный прибор
Ф‑205.03

Прибор магнитоизмерительный феррозондовый комбинированный Ф‑205.03 (рисунок 81) совмещает в себе функ­ции дефектоскопа и измерителя и позволяет выполнять следующие основные операции:

— ввод технологической информации;

— обнаружение дефектов;

— измерение постоянного поля;

— измерение градиента;

— запись характеристик поля;

— передача информации на компьютер.

В память прибора можно внести до 400 записей о результатах контроля деталей.

Рисунок 81 Внешний вид прибора Ф‑205.03 без чехла и преобразователей

1 — кнопка включения питания; 2 — индикатор включения питания;
3 — дисплей; 4 — заводской номер; 5 — световой индикатор; 6 — гнездо соединителя для подключения преобразователей МДФ 9405.130, МДФ 9405.30 и МПФ-207 (градиентометров); 7 — батарея аккумуляторная; 8 — гнездо соединителя для подключения преобразователей МДФ 9405.30‑02 и МПФ-205 (полемеров); 9 — кнопка записи; 10 — гнездо соединителя для подключения устройства указания или компьютера; 11, 12, 13, 15 — кнопки переключения состояний прибора; 14 — кнопки ввода цифровой информации и переключения состояний прибора.

Технические характеристики прибора представлены в ­таблице 13.5.

Таблица 13.5

Наименование параметра	Значение
Диапазон показаний напряженности постоянного магнитного поля, А/м	± (0—4 000)
Диапазон измерений напряженности постоянного магнитного поля, А/м	± (30—3 000)
Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерения напряженности постоянного магнитного поля, % (НK — верхний предел измерения напряженности поля, А/м; Н — измеренное значение напряженности поля, А/м)
Диапазон показаний градиента напряженности постоянного магнитного поля, А/м^2	± (0—250 000)
Диапазон измерений градиента напряженности постоянного магнитного поля, А/м^2	± (1 000—150 000)
Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерения градиента напряженности постоянного магнитного поля, % (GK — верхний предел измерения градиента напряженности, А/м^2; G — измеренное значение градиента, А/м^2)

Составные части прибора приведены в таблице 13.6.

Таблица 13.6

Обозначение	Наименование по конструкторской документации	Кол. (шт.)	Примечание
МДФ 605-03	Блок электронный Ф-205.03
МДФ-9405.30-02	Преобразователь феррозондовый Р2/3 Тn		Полемер
МДФ-9405.130-01	Преобразователь феррозондовый Р2/4Нn		Полемер
МДФ-9405.30	Преобразователь феррозондовый Р2/3 Нг		Градиентометр
МДФ-9405.130	Преобразователь феррозондовый Р2/4 Нг		Градиентометр
МОТ2	Батарея аккумуляторная

Для того чтобы освоить особенности контроля деталей прибором Ф‑205.03 рассмотрим его работу в состояниях, показанных на рисунке 82.

Рисунок 82 Карта переключений состояний: 1 — ФИКС.;

2 — обнаружение дефектов и измерение градиента; 3 — УПР.

Состояние ФИКС. индицируется символом F во второй строке дисплея. В этом состоянии значение порога фиксировано и не изменяется во время дефектоскопирования (рисунок 83 в).

Состояние обнаружение дефектов и измерение градиента индицируется символом < во второй строке дисплея. В этом состоянии порог изменяется (следит) в соответствии с уровнем фона. Следует заметить, что в состоянии ФИКС. на дисплее высвечивается истинное значение порога, а в состояниях обнаружение дефектов и измерение градиента и УПР. — разница между истинным значением порога и уровнем фона.

Состояние УПР. индицируется символом во второй строке дисплея. В этом состоянии при изменении уровня порога используется более простой алгоритм.

Соотношения между значениями порогов и уровнем фона (в динамике это соответствует перемещению ФП слева направо в направлении оси x) для этих состояний показано на рисунке 83 (а, б). Следует заметить, что значения порога для всех трех состояний установлено с помощью операции настройка порога по сигналу дефекта (см. руководство по эксплуатации прибора Ф‑205.03).

Анализ графиков позволяет сделать следующие выводы:

— контроль детали с заметным изменением фонового значения градиента в состояниях УПР.и обнаружение дефектов и измерение градиента (рисунок 83 (б, а)) позволяет надежно (без пропусков) обнаружить дефект.

Однако дефектоскопист должен помнить, что при замедлении скорости перемещения ФП в области дефекта прибор может «воспринять» изменение значения градиента над дефектом как приращение фона. В этом случае индикаторы дефектов не сработают, и дефект будет пропущен. То есть при контроле скорость перемещения ФП должна быть стабильной и такой же, как при настройке порога;

— контроль детали с заметным изменением фонового значения градиента в состоянии ФИКС. (рисунок 83в) может привести как к пропуску дефекта (дефект оказался ниже уровня фона), так и к ложному срабатыванию индикаторов дефектов в точке, где уровень фона оказался выше порога. С другой стороны, при поиске дефекта помимо срабатывания индикаторов дефекта дефектоскопист может контролировать ситуацию (значение фона, наличие дефекта) по показаниям градиентометра. Для опытного дефектоскописта это поможет избежать ошибок и в состоянии ФИКС. (рисунок 83в).

Рисунок 83 Соотношения между порогом и фоном в состояниях: а ) обнаружение дефектов и измерение градиента; б ) УПР.; в) ФИКС.

Прибор магнитоизмерительный феррозондовый комбинированный Ф‑205.30 (рисунок 84) совмещает в себе функ­ции дефектоскопа и измерителя и позволяет выполнять следующие основные операции:

— ввод технологической информации;

— обнаружение дефектов;

— измерение постоянного поля;

— измерение градиента;

— запись характеристик поля;

— передача информации на компьютер.

Рисунок 84 Внешний вид прибора Ф‑205.30 без чехла и преобразователей

1 — кнопка включения питания; 2 — индикатор включения питания;
3 — дисплей; 4 — заводской номер; 5 — световой индикатор; 6 — гнездо соединителя для подключения преобразователей МДФ 9405.130, МДФ 9405.30 (градиентометров); 7 — батарея аккумуляторная; 8 — гнездо соединителя для подключения преобразователей МДФ 9405.30-02 и МДФ 9405.130-01 (полемеров); 9 — кнопка записи; 10 — гнездо соединителя для подключения устройства указания или компьютера; 11,12,13, 15 — кнопки переключения состояний прибора; 14 — кнопки ввода цифровой информации и переключения состояний прибора.

В отличие от прибора Ф‑205.03 прибор Ф‑205.30 позволяет записать в память результаты 4 000 измерений поля или градиента. Кроме того, в приборе реализована новая функция последовательной записи значений градиента или поля с заданным пространственным интервалом. Для этого в прибор введено устройство указания (манипулятор), с помощью которого можно выполнить запись характеристик поля с шагом 1 мм (см. рисунок 85).

Рисунок 85 — Манипулятор с ФП

1 — колесо; 2 — «зубчик»; 3 — соединительный кабель; 4 — ФП; 5 — фиксатор ФП.

Характеристики измерений поля и градиента совпадают с характеристиками прибора Ф‑205.03 и представлены в ­таблице 13.5.

Составные части прибора приведены в таблице 13.7.

Таблица 13.7

Обозначение	Наименование по конструкторской документации	Кол. (шт.)	Примечание
МДФ 605-03	Блок электронный Ф-205.03
МДФ-9405.30-02	Преобразователь феррозондовый Р2/3 Тn		Полемер
МДФ-9405.130-01	Преобразователь феррозондовый Р2/4 Нn		Полемер
МДФ-9405.30	Преобразователь феррозондовый Р2/3 Нг		Градиентометр
МДФ-9405.130	Преобразователь феррозондовый Р2/4 Нг		Градиентометр
МОТ 2	Батарея аккумуляторная
МУМ 822	Устройство указания		Манипулятор

13.3 Феррозондовые измерители градиента и напряженности магнитного поля

Для проверки работоспособности намагничивающих устройств и систем необходимо периодически контролировать уровень намагниченности детали. Для этой цели служат измерители напряженности магнитного поля.

13.3.1 Измеритель напряженности магнитного поля МФ‑107

Типичным представителем семейства измерителей поля является прибор МФ‑107 (рисунок 86).

Рисунок 86 Внешний вид измерителя МФ‑107

1 — кнопка включения питания; 2 — индикатор включения питания;
3 — разъем для подключения ФП; 4 — аккумуляторная батарея; 5 — индикатор разряда батареи; 6 — звуковой индикатор; 7 — дисплей; 8 — индикаторы режимов измерения нормальной (Hn)или тангенциальной (H составляющих поля; 9 — кнопка переключения режимов измерения;
10 — индикатор включения второго диапазона; 11 — кнопка переключения диапазонов измерения; 12 — феррозондовый преобразователь

Технические характеристики измерителя МФ‑107 представлены в таблице 13.8.

МФ‑107 имеет ФП для измерения как нормальной (H_n), так и тангенциальной (H_) составляющих напряженности магнитного поля.

Таблица 13.8

Наименование характеристики	Значение
Диапазоны показаний H или Hn, А/м	±(0—199,9) и ±(0—1 999)
Диапазоны измерений H или Hn, А/м	±(40—180) и ±(160—1 800)
Пределы допускаемой основной относительной погрешности dД измерения напряженности магнитного поля, % (Hk — конечное значение поддиапазона измерений, H — измеренное значение напряженности магнитного поля)
Продолжительность непрерывной работы измерителя от аккумуляторной батареи, емкостью 0,55 А/ч, входящей в комплект поставки, ч, не менее
Габаритные размеры в чехле, мм, не более	125 ´ 182 ´ 66
Масса, кг, не более	0,95

13.3.2 Измеритель напряженности магнитного поля МФ‑109

1 — кнопка включения питания; 2 — индикатор включения питания;
3 — индикатор разряда батареи; 4 — дисплей; 5 — индикатор полярности поля; 6 — индикатор режима измерения нормальной составляющей поля H_n; 7 — индикатор режима измерения тангенциальной составляющей поля H_τ; 8 — кнопка переключения режимов измерений; 9 — гнездо соединителя для подключения ФП; 10 — звуковой индикатор.

Рисунок 87 Внешний вид измерителя МФ‑109

Технические характеристики измерителя МФ‑109 представлены в таблице 13.9.

Таблица В.9

Характеристика	Значение
Диапазон показаний H или Hn, А/м	± (0—19 999)
Диапазон измерений  H или Hn, А/м	± (40—19 000)
Пределы допускаемой основной относительной погрешности dД измерения напряженности магнитного поля, % (Hk — конечное значение диапазона измерений, H — измеренное значение напряженности магнитного поля)
Продолжительность непрерывной работы измерителя от аккумуляторной батареи, емкостью 0,55 А/ ч, входящей в комплект поставки, ч, не менее     в комплект поставки, ч, не менее Аккумуляторной батареи, емкостью 0,55 А/ ч, входящей в комплекНоминальная емкость аккумуляторной батареи, А×ч, не менее
Габаритные размеры в чехле, мм, не более	145´196´ 80
Масса, кг, не более	1,25

Измеритель МФ‑109 состоит из электронного блока, двух феррозондовых преобразователей (ФП), подсоединяемых к нему с помощью соединителей, и аккумуляторной батареи.

Внешний вид ФП показан на рисунке 88.

ФП МПФ 205 преобразует в электрический сигнал проекцию H _x вектора напряженности магнитного поля на продольную ось преобразователя.

ФП МПФ 206 преобразует в электрический сигнал проекцию H _z вектора напряженности магнитного поля на нормальную ось преобразователя.

Рисунок 88 Феррозондовый преобразователь

а) ФП МПФ 205; б) ФП МПФ 206

ФП измеряет абсолютное значение вектора напряженности магнитного поля, если направление силовых линий поля совпадает с нормальной осью преобразователя для МПФ 206 и с продольной — для МПФ 205.

При установке ФП МПФ 205 основанием на поверхность объекта измеряется проекция поля на ось x (продольную ось ФП). Для измерения тангенциальной составляющей поля H_t необходимо повернуть ФП вокруг оси z до получения максимальных показаний.

При установке ФП МПФ 206 основанием на поверхность объекта измеряется нормальная H_n по отношению к поверхности объекта составляющая поля.

13.3.3 Измеритель градиента напряженности магнитного поля ГФ‑105

Измеритель ГФ‑105 предназначен для измерения абсолютного значения составляющей градиента напряженности постоянного магнитного поля.

Технические характеристики измерителя ГФ‑105 представлены в таблице 13.10.

Составные части измерителя приведены в таблице 13.11.

Внешний вид измерителя ГФ‑105 показан на рисунке89.

Таблица 13.10

Наименование характеристики	Величина
Диапазоны показаний, А/м^2	0—20 000 и 0—200 000
Диапазоны измерений, А/м^2	200—18 000 и 14 000—180 000
Предел допускаемой основной относительной погрешности, % (Gk — конечное значение градиента в поддиапазоне, G — измеренное значение градиента)
Номинальное напряжение аккумуляторной батареи, В	9,6
Номинальная емкость аккумуляторной батареи, А-ч, не менее	0,55
Потребляемый ток, не более, мА
Габариты, мм, не более	112
Масса, кг, не более	0,9

Таблица 13.11

Обозначение	Наименование	Кол.
МКИЯ 422543.001	Блок электронный
МДФ 9405.30	Феррозондовый преобразователь Р2/3 Нг
МДФ 9405.130	Феррозондовый преобразователь Р2/4 Нг
МОТ 2-01	Батарея аккумуляторная

Рисунок 89 Внешний вид измерителя ГФ‑105

1 — звуковой индикатор; 2 — индикатор разряда батареи; 3 — батарея аккумуляторная; 4 — индикатор включения второго диапазона; 5 — кнопка переключения диапазонов измерения; 6 — дисплей; 7 — индикатор включения питания; 8 — кнопка включения питания; 9 — соединитель для подключения ФП; 10 — ФП.

13.4 Стандартные образцы

Стандартные образцы предназначены для настройки дефектоскопов перед проведением контроля деталей подвижного состава.

Стандартный образец (рисунок 90) содержит пластину размерами 300´40´10 из стали 20 ГФЛ или стали 3 с нанесенным на нее искусственным дефектом. Пластина является частью замкнутой магнитной системы, включающей магнитопроводы и постоянные магниты.

Рисунок 90 Стандартный образец

1 — поворотное регулировочное устройство; 2 — магнитопровод; 3 — пластина с дефектом; 4 — ручка регулировочного устройства; 5 — фиксатор регулировочного устройства.

Номинальное значение градиента над дефектом стандартного образца приведено в таблице 13.12.

Таблица 13.12

Наименование образца	Номинальное значение градиента, А/м^2	Погрешность воспроизведения градиента, %
ОСО-НО-021	6 500	± 5
ОСО-НО-022	10 000	± 5
ОСО-НО-023	12 000	± 5
ОСО-НО-024	6 500	± 5
ОСО-НО-025	7 000	± 5
ОСО-НО-026	5 000	± 5

Для стандартных образцов, имеющих три искусственных дефекта, в таблице 13.12 приведено минимальное значение градиента из трех, измеренных над дефектами

Дата добавления: 2014-12-16