Анотація до роботи:

Тюпа Ігор Васильович. Контактний електромагнітний метод і перетворювач для контролю параметрів трубчатих виробів. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.11.13 – прилади і методи контролю та визначення складу речовин. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2002.

Дисертація присвячена створенню контактних електромагнітних методів і реалізуючих пристроїв для сумісного визначення магнітної проникності і питомої електричної провідності циліндричних виробів. Розроблено метод одночасного контролю електромагнітних параметрів і схеми включення перетворювача. Створено методику розрахунків очікуваних значень сигналів перетворювача. Розроблено функціональну схему автоматизованої системи, що реалізує електромагнітний контактний метод.

Основні результати роботи знайшли практичне застосування у ННЦ
"Харківський фізико-технічний інститут", Харківський центр стандартизації, метрології та сертифікації та в учбовому процесі НТУ "ХПІ".

Таким чином, у даній роботі вирішені важливі для практики багатопараметрового контролю задачі, що полягають в створенні контактного електромагнітного методу і реалізуючих його пристроїв для спільного визначення магнітної проникності і питомої електричної провідності суцільних циліндричних виробів і залежних від цих параметрів інших фізико-механічних величин. Коротко підсумуємо основні результати даної роботи.

1. На основі рівнянь Максвелла і закону Ома розглянута теорія роботи контактного електромагнітного перетворювача. Отримано точні співвідношення для повного електричного опору, активного електричного опору й індуктивності циліндричного провідника з подовжнім струмом.

2. Уведено для різних товщин стінок труби спеціальні нормовані параметри R_н і L_н, тобто електричний опір циліндричного виробу при будь-якій частоті зміни струму, нормований на опір виробу при нульовій частоті, і внутрішня індуктивність виробу на будь-якій частоті струму, віднесена до індуктивності на нульовій частоті виробу до його магнітної проникності. Отримано наближені формули для нормованих параметрів R_н і L_н як для малих, так і великих величин узагальненого параметра х. Показано, що за допомогою отриманих наближених формул для d/a0,5 можна розраховувати нормовані параметри R_н і L_н у всьому діапазоні зміни узагальненого параметра х.

3. Побудовано для різних товщин стінок розрахункові універсальні функції перетворення у виді графіків і таблиць, що зв'язують нормовані значення електричного опору і внутрішньої індуктивності виробу від узагальненого параметра х, що включає в себе радіус, відносну магнітну проникність, питому електричну провідність матеріалу виробу і частоту.

4. Отримано універсальні залежності диференціальної резистивної і індуктивної чутливості перетворювача від узагальненого параметра х при різних товщинах стінок, побудовані графічні залежності цих параметрів, що дозволяє вибрати оптимальні режими роботи перетворювача.

5. Розроблено контактний електромагнітний метод сумісного контролю магнітної проникності і подовжньої питомої електричної провідності матеріалу циліндричної виробів, що дозволяє контролювати різні вироби (довгі, короткі, які мають і на мають доступ до своїх кінців або поверхні).

6. Розроблено схеми включення контактного електромагнітного перетворювача для контролю двох параметрів виробів, тобто схеми з використанням вольтметра, амперметра і фазометра і моста змінного струму. Приведено результати експериментів на конкретних зразках з визначенням магнітних і електричних параметрів.

7. Показано, що похибки визначення m_r і s в схемі моста складають 2% і 3% відповідно, що істотно нижче, ніж у схемі з використанням амперметра, вольтметра, фазометру.

8. Створено методику розрахунків очікуваних значень контактного електромагнітного перетворювача. Ця методика полягає в тому, що за заданим значенням магнітної проникності, електропровідності і розмірам виробу, значенням постійного струму і фіксованих частот знаходять для різних зразків, що істотно відрізняються своїми параметрами, величини падінь напруг і їхніх фаз. Завдяки цьому установлюються межі зміни параметрів виробу і відповідних їм сигналів перетворювача, знаходять чутливості перетворювача і визначають сприятливі за похибками вимірів режими роботи контактного перетворювача.

9. Розроблено методику розрахунку похибок спільного виміру магнітної проникності і питомої електричної провідності контактним електромагнітним методом. Отримано співвідношення для оцінки чисельних значень зазначених похибок вимірів.

10. Розроблено функціональну схему автоматизованої системи, що реалізує електромагнітний контактний метод. Система може спільно і роздільно визначати магнітні й електричні параметри виробу, як готові, так і в процесі їхнього виготовлення. Останнє особливо важливо при відпрацьовуванні технології виробництва матеріалів і виробів. Система також здійснює автоматичне розбраковування матеріалів виробів за їх марками і проводить розрахунки похибок виміру двох параметрів.

11. До достоїнств розробленого контактного методу варто віднести можливість одночасного контролю двох параметрів виробу; вимір поперечної магнітної проникності і подовжньої питомої електричної провідності, що дозволяє в сполученні з безконтактними методами і засобами контролю з'ясувати анізотропію зазначених параметрів усередині виробу; спрощення вимірювальних операцій при визначенні двох параметрів виробів; а також істотне спрощення схеми реалізації електромагнітного двопараметрового методу контролю, оскільки виріб зі струмом у ньому в даному випадку є одночасно і самим перетворювачем.

Публікації автора:

1. Себко В.П., Тюпа И.В. К теории работы контактного электромагнитного преобразователя для контроля параметров трубчатых изделий // Вестник Харьковского государственного политехнического университета. – Харьков: ХГПУ, 1999. - Вып. 24. - С. 109-113.

Автором розроблена теорія роботи контактного електромагнітного перетворювача для контролю відносної магнітної проникності і питомої електричної провідності і введені спеціальні універсальні функції перетворення.

2. Тюпа И.В. К расчету ожидаемых значений сигналов контактного двухпараметрового электромагнитного преобразователя // Вестник Харьковского государственного политехнического университета. – Харьков: ХГПУ, 1999. - Вып. 37. - С. 44-46.

Автором запропонована методика розрахунку очікуваних сигналів контактного електромагнітного перетворювача з метою створення установки для контролю параметрів трубчастих виробів.

3. Себко В.П., Тюпа И.В. Контактный метод определения электромагнитных параметров трубчатых изделий // Вестник Харьковского государственного политехнического университета. – Харьков: ХГПУ, 2000. - Вып. 92. - С. 84-86.

Автором запропоновані наближені універсальні функції перетворення контактного електромагнітного перетворювача.

4. Себко В.П., Тюпа И.В. Анализ погрешностей контактного электромагнитного преобразователя для контроля трубчатых изделий // Український метрологічний журнал. – 2000. - Вип. 3. – С. 17-19.

Особисто проведений аналіз похибок контактного електромагнітного перетворювача для контролю параметрів трубчастих виробів і отримані вираження для розрахунку цих погрішностей.

5. Себко В.П, Тюпа И.В. Электромагнитный метод совместного контроля параметров трубчатых изделий. Метрологічне забезпечення в галузі електричних, магнітних та радіовимірювань (Метрологія в електроніці - 2000): Зб. наук. пр. – Харків: ХДНДІМ, 2000. – Т.1. - С. 86 – 88.

Автором запропонована схема включення контактного електромагнітного перетворювача для контролю відносної магнітної проникності і питомої електричної провідності труб з використанням вольтметра, амперметра і фазометра й отримані результати експериментальних досліджень.

6. Себко В.П, Тюпа И.В. Контактный электромагнитный метод и реализующая его установка для контроля параметров трубчатых изделий // Інтегровані технології та енергозбереження. – 2000. - №4. - С. 113-118.

Автором проведений аналіз чутливості контактного електромагнітного перетворювача і запропонована методика проведення вимірювальних і розрахункових операцій з погляду оптимального по чутливості режиму роботи контактного електромагнітного перетворювача.

7. Себко В.П, Тюпа И.В. Двухпараметровый электромагнитный метод контроля магнитной проницаемости и электропроводности трубчатых изделий // Український метрологічний журнал. – - 2001. - Вип. 2. – С. 12-14.

Особисто автором уведені модифіковані універсальні функції перетворення контактного електромагнітного перетворювача з нормуванням на опір і індуктивність трубчастого виробу по постійному струмі.

8. Себко В.П, Тюпа И.В. Установка для контроля параметров ферромагнитных трубчатых изделий на основе контактного электромагнитного преобразователя. Информационные технологии: наука, техника, технология, образование, здоровье: Сб. наук. пр. – Харьков: НТУ "ХПИ", 2001. - Вып. 5. - С. 162-165.

Автором запропонована мостова схема включення контактного електромагнітного перетворювача і отримані результати експериментальних досліджень.

9. Себко В.П, Тюпа И.В. Автоматизация контактного метода определения электромагнитных параметров трубчатых изделий // Інформаційно-керуючі системи на залізничному транспорті. - 2001, № 2. - С. 104-106.

Особисто запропонований алгоритм вимірювальних і розрахункових операцій і розроблена автоматизована установка для контролю електромагнітних параметрів трубчастих виробів.