рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Электрические и магнитные методы контроля РЭСИ

Работа сделанна в 2008 году

Электрические и магнитные методы контроля РЭСИ - раздел Связь, - 2008 год - На Тему: «Электрические И Магнитные Методы Контроля Рэси» Минск, 2008 ...

на тему: «Электрические и магнитные методы контроля РЭСИ» МИНСК, 2008 Электрические методы Электрические методы неразрушающего контроля (ЭМНК) основаны на созда¬нии в контролируемом объекте электрического поля либо непосредственным воздействием на него электрическим возмущением (например, электростати¬ческим полем, полем постоянного или переменного тока), либо косвенно с по¬мощью воздействия возмущениями неэлектрической природы (например, теп¬ловым, механическим и др.). В качестве информативного параметра ис¬пользуются электрические параметры объекта контроля (емкость, тангенс угла потерь, проводимость). Рисунок 1 – Номограмма для определения толщины эпитаксиальной плен¬ки (d) и концентрации электронов в подложке (N) в структуре nn+ GaAs при λ = 10,6 мкм, - линии равной концентрации - линии равной толщины По назначению ЭМНК делятся по определению исследуемых характери¬стик состава и структуры материала на электроемкостные, электропотенциаль¬ные и термоэлектрические. 1. Электроемкостной метод контроля (ЭМК) предусматривает введение объ¬екта контроля или его исследуемого участка в электростатическое поле опре¬деление искомых характеристик материала по вызванной им обратной реак¬ции на источник этого поля. Информативность ЭМК определяется зависимостью первичных парамет¬ров емкости, тангенса угла потерь от характеристик объекта контроля, (ди¬электрической проницаемости и коэффициента диэлектрических потерь (см. рис. 2). Косвенным путем с помощью ЭМК можно определить и другие фи¬зические и структурные характеристики материала: плотность, содержание компонентов, механические параметры, радиопрозрачность, толщину, прово¬дящие и диэлектрические включения и т.п. Примеры значений диэлектрической проницаемости и тангенса угла ди¬электрических потерь электроизоляционных материалов на высоких частотах 105-108 Гц приведены в приложении. 2. Электропотенциальные методы. Работа электропотенциальных приборов основана на прямом пропускании тока через контролируемый участок и измерении разности потенциалов на определенном участке.

Рисунок 2 – Схема воздействия характеристик объекта контроля на электриче¬ские параметры При пропускании через электропроводящий объект электрического тока в объекте создается электрическое поле. Геометрическое место точек с одинако¬вым потенциалом составляет эквипотенциальные линии (рис. 3). На рисун¬ке показано распределение эквипотенциальных линий при отсутствии (рис. 3,а) и наличии дефекта (рис. 3,6). Разность потенциалов зависит от трех факторов: удельной электрической проводимости а, геометрических размеров (например, толщины) и наличия поверхностных трещин.

При пропускании переменного тока разность потенциалов будет зависеть и от магнитной про¬ницаемости μ. Рисунок 3 – Распределение эквипотенциальных линий В приборах имеется четыре электрода.

С помощью двух из них (токопрово-дящих) к контролируемому участку подводится ток, а два других измеритель¬ные измеряют разность потенциалов на определенном расстоянии (обычно не более 2 мм), по которой судят о глубине обнаруженной трещины.

Электропотенциальные приборы применяют для измерения толщины сте¬нок деталей, для изучения анизотропии электрических и магнитных свойств, обусловленной приложенными к объекту контроля механическими напряже¬ниями, но основное назначение этих приборов – измерение глубины трещин, обнаруженных другими методами неразрушающего контроля.

Электропотен¬циальный метод с использованием четырех электродов, является единствен¬ным методом, который позволяет осуществить простое измерение глубины (до 100 - 120 мм ) поверхностных трещин.

В этом смысле характерным представителем таких приборов является при¬бор – измеритель глубины трещин типа ИГТ – 10НК позволяющий контроли¬ровать глубины трещин от 0,5 до 20 мм в ферромагнитных, аустенитных ста¬лях с 10% относительной погрешностью.

Применение измерителей глубины трещин совместно с другими методами, например, магнитопорошковым или капиллярным, позволяет повысить эф¬фективность обнаружения трещин.

Помимо контроля трещин электропотенциальные методы используются при контроле удельного сопротивления полупроводниковых структур. 3. Термоэлектрические методы. Приборы неразрушающего контроля, основанные на термоэлектрическом ме¬тоде, находят применение при контроле деталей по маркам сталей, при контроле полупроводниковых пластин по типам проводимостей и т.д. а) Контроль деталей по маркам сталей.

Источником информации о физическом состоянии материала при термо¬электрическом методе неразрушающего контроля является термо-ЭДС, возни¬кающая в цепи, состоящей из пары электродов (горячего и холодного) и на¬личие контролируемого металла или полупроводника. Обработка информации может проводиться или путем прямого преобразо¬вания или дифференцированным методом (рис. 4,а и рис. 4,б). Сущность работы приборов по схеме прямого преобразования заключается в следующем.

Контролируемый образец 1 помещают на площадку холодного электрода 3. К контролируемой поверхности прикасаются горячим электро¬дом 2, нагреваемым элементом 4. В месте контакта горячего электрода возникает термо- ЭДС, и ток начинает протекать в цепи, в которую включен индикаторный прибор V. При работе прибора по дифференцированной схеме к холодным электро¬дам, на которых размещены: образец 5 из известной марки стали и контроли¬руемая деталь 1, подключен индикаторный прибор V. К этим деталям одно¬временно прикасаются горячим электродом - щупом 2 и, наблюдая за показа¬ниями индикаторного прибора V, судят о принадлежности контролируемой детали к марке стали образца. Регистрация результатов контроля возможна тремя способами: по углу от¬клонения стрелки индикаторного прибора, по измерению знака термо-ЭДС и по индикации нулевого показания.

В таблице 1. приведены значения термо-ЭДС для некоторых сталей.Контроль типа проводимости монокристаллических слитков и пластин Для (кремния или арсенида галлия) n – типа горячий токоподвод имеет положительную полярность, а холодный – отрицательную.

При нагреве токоподвода скорость электронов в нем становится больше, чем в холодном, по¬этому они диффундируют от горячего токоподвода к холодному до тех пор, пока горячий токоподвод, отдавший электроны, не окажется заряженным по¬ложительно а холодный токоподвод получивший избыток, зарядится отрица¬тельно (рис.5,а) (в кремнии или арсениде галлия), дырки диффундируют от горячего токоподвода к холодному и горячий токоподвод заряжается отрица¬тельно (рис.5,б). Таблица 1 Значения термо-ЭДС для марок сталей.

Марка стали Значение термо-ЭДС, мВ 40Х14Н14В2М 0,30 – 0,38 10Х18Н10Т 0,27 – 0,36 ЗОХГСНА 0,16 – 0,28 18ХНВА 0,15 – 0,27 ЗОХГСА 0,12 – 0,18 ЭИ868 0,13 – 0,19 12ХНЗА 0,02 – 0,06 10 -0,07 – +0,09 20 -0,09 – +0,11 25 -0,09 – +0,11 45 -0,11 – +0,11 15ХА -0,17 – +0,11 ЭИ617 -0,21 – +0,14 16ХГТА -0,27 – +0,20 ЭИ617 -0,28 – +0,23 16ХГТА -0,27 – +0,30 ЭИ347 -0,28 – +0,23 10X18 -0,27 – +0,30 Р18 -0,30 – +0,32 20X23 -0,31 – +0,33 10Х12М -0,37 – +0,41 10X12Ф1 -0,40 – +0,46 Рисунок 4 – Схемы контроля путем прямого преобразования (а) и диф-ферен¬цированным методом(б) Рисунок 5 – Контроль типа проводимости полупроводников по знаку термо-ЭДС: а) n-тип; б) р-тип. Магнитные методы Методы основаны на взаимодействии магнитного поля с контролируемым объектом.

Контролируемый объект помещается в магнитное поле. Встретив на своем пути препятствия в виде дефектов - (трещин, расслоений, газовых пузырей, раковин и др.) с меньшей магнитной проницаемостью, часть магнитных сило¬вых линий выходит на поверхность объекта, образуя вокруг этого дефекта по¬ля рассеяния (рис.6). Для регистрации полей рассеяния над дефектами применяют несколько методов: магнитопорошковый; магнитографический и магнитоферрозондовый.

Возможность применения магнитных методов и конкретные параметры контроля изделий зависят от магнитных свойств материала.

Если в магнитное поле поместить тело из ферромагнитного материала, то после удаления источ¬ника намагничивания тело сохранит некоторую остаточную намагниченность. Рисунок 6 – Схема магнитного контроля при расположении дефекта поперек (а) и вдоль (б) магнитных силовых линий 1. Магнитопорошковый метод.Магнитопорошковый метод регистрации полей рассеивания при неразрушающем контроле основан на явлении притяжения частиц магнитного порошка в местах вы¬хода на поверхность контролируемого изделия магнитного потока, связанного с на¬личием нарушений сплошности.

В намагниченных изделиях из ферромагнитных материалов нарушения сплошности (дефекты) вызывают перераспределение магнит¬ного потока и выход части его на поверхность (магнитный поток дефекта). На по¬верхности изделия создаются локальные магнитные полюсы, притягивающие части¬цы магнитного порошка, в результате чего место дефекта становится видимым.Метод служит для выявления дефектов типа тонких поверхностных и под¬поверхностных нарушений сплошности: трещин, расслоений, непроваров сварных соединений и т. п. Метод позволяет контролировать изделия любых размеров и форм если их магнитные свойства дают возможность намагничивания до степени, достаточ¬ной для создания магнитного поля дефекта необходимого для притяжения частиц магнитного порошка.

Чувствительность метода определяется магнитными характеристиками ма¬териала контролируемого изделия, его формой и размерами, чистотой обра¬ботки поверхности, напряженностью намагничивающего поля, способом кон¬троля, взаимным направлением намагничивающего поля дефекта, свойствами применяемого магнитного или магнитно- люминесцентного порошка спосо¬бом нанесения суспензии (или сухого порошка), а также освещенностью ос¬матриваемого участка изделия. В зависимости от размеров выявляемых поверхностных дефектов устанавли¬ваются три условных уровня чувствительности указанные в таблице 2 Таблица 2 Уровни чувствительности магнитопорошковых методов.

Условный уровень чувствительности Ширина выявляемого дефекта, мкм Минимальная протяженность вы¬являемой части дефекта, мкм А 2,5 Свыше 0,5 Б 10,0 Свыше 0,5 В 25,0 Свыше 0,5 Магнитопорошковый метод контроля предусматривает следующие техноло¬гические операции: - подготовку изделия к контролю; - намагничивание изделия; - нанесение на изделие магнитного порошка или суспензии; - осмотр изделия; - разбраковку; - размагничивание.

Изделия, подаваемые на намагничивающие устройства, должны быть очи¬щены от покрытий, мешающих их смачиванию или их намагничиванию (мас¬ла, грязь, иногда изоляционные покрытия и т. п.). В зависимости от магнитных свойств материала, размеров и формы кон¬тролируемого изделия, а также оборудования, используемого для намагничи¬вания, применяют два способа контроля: - способ приложенного магнитного поля СПМП; - способ остаточной намагниченности (СОН). Контроль СПМП характеризуется образованием валика порошка над дефектом за время действия на контролируемое изделие внешнего магнитного поля. При контроле СПМП намагничивание должно начинаться раньше или одновременно с моментом прекращения полива суспензией или нанесения сухого порошка на контролируемое изделие. Окончание намагничивания должно происходить после прекращения стекания основной массы суспензии с контролируемого участка.

Во избежание перегрева изделия после прекращения нанесения суспензии при длительном времени стекания последней, намагничивающий ток может периодически выключаться.

Время действия тока 0,1 - 0,5 с с перерывами между включениями 1 - 2 с. Осмотр изделия производят по окончании стекания суспензии. В отдель¬ных случаях, оговариваемых технической документацией, осмотр изделия мо¬жет производиться во время действия намагничивающего тока (поля). Контроль СОН заключается в предварительном намагничивании контроли¬руемого изделия и последующем нанесении на него суспензии или сухого магнитного порошка.

Промежуток времени между намагничиванием и ука¬занной выше обработкой должен быть не менее 1 ч. При этом оседание по¬рошка в зоне дефекта образуется в отсутствии внешнего намагничивающего поля. Наибольшая чувствительность СОН имеет место, когда величина оста¬точной индукции в изделии соответствует предельному гистерезисному циклу.

При магнитопорошковом методе контроля применяют три вида намагничи¬вания: циркулярное, продольное (полюсное) и комбинированное; Комбинированное намагничивание может быть выполнено только СПМП. Основные способы на¬магничивания и схемы их осуществления приведены в табл. 3. Таблица 3 Способы и схемы намагничивания изделий.

Вид намагничива¬ния (по форме маг¬нитного потока) Способ намагничивания Схема намагничивания Пропосканием тока по всему изделию Пропускнием тока по контролируемой части изделия Циркулярное С помощью провода с током, помещаемого в отверстие изделия Путем индуцирования тока в изделии Продольное Постоянным магнитом (полюсное) Электромагнитом Продольное (полюсное) Намагничивающим соленоидом Пропусканием через изделие электрическо¬го и магнитного пото¬ка от электромагнита Пропусканием по из¬делию двух (или бо¬лее) независимых то¬ков во взаимно пер¬пендикулярных на¬правлениях Комбинированное Путем индуцирования тока в изделии и то¬ком, проходящим по проводнику, поме¬щенному в отверстии изделия Пропусканием тока по изделию и при помощи соленоида В зависимости от ориентации дефектов, подлежащих обнаружению, приме¬няют намагничивание в одном, двух или в трех взаимно перпендикулярных на¬правлениях (или применяют комбинированное намагничивание). Нанесение магнитного порошка на контролируемое изделие может произво¬диться двумя способами: сухим и мокрым.

В первом случае для обнаружения дефектов применяют сухой магнитный порошок, во втором – магнитную сус¬пензию (взвесь магнитного порошка в дисперсионной среде). В качестве дис¬персионной среды могут применяться вода, масло, керосин, смесь масла с керо¬сином и др. Разбраковка изделий проводится путем визуального осмотра поверхности изделия на наличие отложений магнитного порошка в местах дефектов.

При необходимости расшифровка результатов контроля может проводиться с приме¬нением оптических средств, тип и увеличение которых устанавливаются техни¬ческой документацией на контроль конкретных изделий. 2. Магнитографический метод.

Этот метод основан на регистрации магнитных полей рассеяния над дефектами с применением в качестве индикатора ферро¬магнитной пленки.В этом методе контролируемый участок объекта намагничи¬вают, затем плотно прижимают к нему магнитную ленту аналогичную лентам, применяемым для магнитной звуко- и видеозаписи.

Намагниченность ферро¬магнитных частиц ленты определяется напряженностью основного магнитного поля и магнитными полями рассеяния над дефектами. Информация о дефекте считывается при помощи магнитографического дефектоскопа, имеющего лен¬топротяжное устройство, чувствительную головку типа магнитофонной и осциллографический индикатор.Для воспроизведения записи взаимно перемеща¬ют ленту или головку с постоянной скоростью.

Возникающий в головке элект¬рический сигнал пропорционален величине остаточного магнитного потока от¬печатков полей рассеяния дефектов, зафиксированных на ленте. Отечественные серийные магнитографические дефектоскопы МД-9, МД-11, МКГ имеют электродвигатель, приводящий во вращение барабан с несколь¬кими магнитными головками.Головки перемешаются поперек магнитной лен¬ты. Электрический сигнал с головки усиливается и подается на электроннолуче¬вую трубку.

Горизонтальная развертка трубки синхронизирована с вращением магнитных .головок. Чувствительность магнитографического метода сравнительно высока - на изделиях с ровной поверхностью выявляются дефекты глубиной 0,3 мм при шероховатости поверхности 0,15 мм. Преимущество данного метода - докумен¬тальность контроля и возможность количественной оценки.Магнитографичес¬кий метод дефектоскопии получил широкое распространение для контроля ка¬чества сварного шва, соединений трубопроводов и листовых конструкций.

Магнитоферрозондовый метод. Этот метод основан на выявлении феррозон-довым преобразователем магнитных полей рассеяния над дефектами в намагни¬ченном изделии и преобразовании их в электрические сигналы.Содержание метода устанавливается ГОСТ 21104-75. Феррозонд представляет собой ферритовый или пермаллоевый сердечник длиной не более 2-6 мм с двумя обмотками, из которых первая - возбуждающая, питаемая переменным током от генератора, а вторая - измерительная, дающая информацию о наличии и изменениях внешних магнитных полей.

Фер¬розондовые преобразователи имеют очень высокую чувствительность (до 10-6 эВ), что позволяет обнаруживать мельчайшие дефекты, способные создать поле рассеяния. Обеспечив перемещение преобразователя по поверхности объекта, осуществляют автоматический или полуавтоматический контроль наличия де¬фектов.В зависимости от магнитных свойств, размеров и формы контролируемого изделия применяют два способа контроля: - приложенного магнитного поля; - остаточной намагниченности.

Контроль первым способом осуществляют намагничиванием изделия и од¬новременной регистрацией напряженности магнитных полей рассеяния дефек¬тов феррозондовым преобразователем в присутствии намагничивающего поля, вторым - после снятия намагничивающего поля. Для неразрушающего контроля при помощи феррозондов созданы и по¬лучают все больше промышленное применение различные дефектоскопы.Используются, например, переносной импульсный феррозондовый дефек¬тоскоп ДИФ-1К, позволяющей обнаружить в сталях различные дефекты. При помощи установок ФДУ-1, УФКТ-1, УФСТ-61, МД-10Ф производится авто¬матизированный скоростной контроль цилиндрических труб, прутков и дру¬гих изделий.

ЛИТЕРАТУРА 1. Глудкин О.П. Методы и устройства испытания РЭС и ЭВС. – М.: Высш. школа 2001 – 335 с 2. Испытания радиоэлектронной, электронно-вычислительной аппаратуры и испытательное оборудование/ под ред. А.И.Коробова М.: Радио и связь, 2002 – 272 с. 3. Млицкий В.Д Беглария В.Х Дубицкий Л.Г. Испытание аппаратуры и средства измерений на воздействие внешних факторов.

М.: Машиностроение, 2003 – 567 с 2003 4. Национальная система сертификации Республики Беларусь. Мн.: Госстандарт, 200 5. Федоров В Сергеев Н Кондрашин А. Контроль и испытания в проектировании и производстве радиоэлектронных средств – Техносфера, 2005. – 504с.

– Конец работы –

Используемые теги: электрические, Магнитные, Методы, контроля, РЭСИ0.088

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Электрические и магнитные методы контроля РЭСИ

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным для Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Еще рефераты, курсовые, дипломные работы на эту тему:

Радиоволновые, радиационные методы контроля РЭСИ. Методы электронной микроскопии
Область применения СВЧ-методов радиоволнового вида неразрушающего контроля приведен в таблице 1 и в ГОСТ 23480-79. Табл. 1 – Радиоволновые методы… Из¬менение зазора между антеной преобразователя и поверхностью конт-роля.… Неоднознач¬ность отсчета при изменении толщины более 0,5А,Е Измене¬ние диэлектри¬ческих свойств материала объек-тов…

Акустические и капиллярные методы контроля РЭСИ. Электролиз (пузырьковый метод)
При посто¬янной толщине и однородном материале контролируемого изделия уровень ин¬тенсивности УЗК, падающих на приемник, почти постоянен, а… Если на пути УЗК встречается дефект, то часть ультразвуковой энергии… Это возможно при условии получения резонанса вслед¬ствие совпадения собственной частоты объекта и частоты возбуждаемых…

Статистические показатели себестоимости продукции: Метод группировок. Метод средних и относительных величин. Графический метод
Укрупненно можно выделить следующие группы издержек, обеспечивающих выпуск продукции: - предметов труда (сырья, материалов и т.д.); - средств труда… Себестоимость является экономической формой возмещения потребляемых факторов… Такие показатели рассчитываются по данным сметы затрат на производство. Например, себестоимость выпущенной продукции,…

Магнитное взаимодействие постоянных токов. Вектор магнитной индукции. Закон Ампера. Закон Био-Савара-Лапласа. Магнитная индукция прямого и кругового тока
Опыты показывают что магнитное поле оказывает на рамку с током ориентирую щее действие поворачивая ее определен ным образом Этот результат... Линии магнитной индукции можно проявить с помощью железных опилок... Линии магнитной индукции всегда за мкнуты и охватывают проводники с током Этим они отличаются от линий напряжен ности...

Электролитические и оптические методы контроля РЭСИ
Процесс изображен на рисунке 1. Электрофорез. Электрофорез – движение заряженных частиц, находящихся в виде суспен¬зии в жидкости, в электрическом… Рисунок 2 – Испытательная ячейка для электрофореза 1 – исследуемая структура;… При более толстом слое окисла d = 0,04 мкм эффект сквозных дислокаций ослабевает, выявляются только несквозные…

Электромагнитные и тепловые методы контроля РЭСИ
Существуют три основных метода возбуждения вихревых токов в объекте: - помещение изделия в катушку (метод проходной катушки); - накладывание катушки… Если поме¬стить изделие в поле этой катушки, то в нем возбуждаются вихревые… Такое исключение осуществляется фазовой настройкой. Частотный метод часто используют, например, при измерении толщины…

Электрическое поле. Основные элементы электрической цепи пост. тока. Основные свойства магнитного поля. Электромагнитная индукция
Лекция Тема Электрическое поле стр... Лекция Тема Основные элементы электрической цепи пост тока стр... Лекция Тема Основные свойства магнитного поля стр...

Сравнение эффективности методов сортировки массивов: Метод прямого выбора и метод сортировки с помощью дерева
При прямом включении на каждом шаге рассматриваются только один очередной элемент исходной последовательности и все элементы готовой… Полностью алгоритм прямого выбора приводится в прогр. 3. Таблица 2. Пример… Можно сказать, что в этом смысле поведение этого метода менее естественно, чем поведение прямого включения.Для С имеем…

Методы решения жестких краевых задач, включая новые методы и программы на С++ для реализации приведенных методов
Стр. 8. Второй алгоритм для начала счета методом прогонки С.К.Годунова.Стр. 9. Замена метода численного интегрирования Рунге-Кутта в методе прогонки… Стр. 10. Метод половины констант. Стр. 11. Применяемые формулы… Стр. 62. 18. Вычисление вектора частного решения неоднородной системы дифференциальных уравнений. Стр. 19. Авторство.…

Разработка для контроля и определения типа логических интегральных микросхем методом сигнатурного анализа
Максимально допустимое количество выводов микросхемы 16, длительный процесс смены типа микросхемы при помощи адаптеров и перемычек, набираемые… Все остальные функции по анализу полученных данных берет на себя компьютер. На… Устройство согласования по входу служит для согласования уровней ТТЛ регистров с уровнями тестируемой микросхемы КМОП…

0.037
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • По категориям
  • По работам