Имеется такая задача:
Есть вертикальная труба одного диметра, на ней есть в некотором месте снаружи - кольцо большего диаметра, типа такого:
.|.....|.
.|.....|.
||.....||
||.....||
||.....||
.|.....|.
.|.....|.
Трубы из какого-то металла. Кольцо прилегает плотно, но зазор какой-то есть. Доступ есть только изнутри трубы. Диаметр внутренней трубы - 12 см, толщина стенок ~1 см. Толщина стенок внешнего кольца - тоже примерно 1 см. Нужно, протаскивая вертикально какой-то датчик, определить протяженность этого кольца с большой точностью (+-1 или 2 мм). Протяженности колец - в районе 15-30 см. Есть мнение использовать для этого индуктивный датчик - просто катушку-соленоид, включенный в контур генератора. Собственно при протаскивании будет меняться частота, частоту мерить частотомером. И соленоид распологать горизонтально. Вроде как производная по скорости изменения частоты даст точки начала и конца этого наружнего кольца.
Работать такое будет? :-) Есть большие сомнения по поводу - насколько сильно будет меняться частота, не потонет ли это в каких-нибудь шумах и даст ли нужную точность... Или если соленоид будет не слишком горизонтально располагаться - то не исказяться ли показания до неузнаваемости и т.п.
Может есть у кого какие соображения или может лучше другую какую схему обдумать?

Спасибо за любые советы...

а почему Вы решили, что соленоид "почувствует" кольцо снаружи металлической трубы, которая будет его экранировать?

Сообщение отредактировал stells - Nov 24 2008, 13:47

Не согласен!
Если подавать постоянную частоту то будет менятся фаза и амплитуда сигнала. Правда смотря что за схематика...
Почитайте ка для начала "вихретоковые методы в неразрушающем контроле"

Просто более чуствительней будет к определенной области трубы

Вообще-то есть приборы на вихретоковую тематику...

Почувствует, еще как почувствует!

насколько я понимаю, вихревые токи в данном случае (при горизонтальном расположении соленоида) будут протекать вдоль трубы и замыкаться через воздух или какие-то концевые заглушки. если внешнее кольцо надето на трубу с зазором, то токи через этот зазор, а значит и через кольцо, не потекут.
насчет того, что изменения частоты по-любому не будет, согласен. меняется в этих случаях фаза и амплитуда

Сообщение отредактировал stells - Nov 24 2008, 14:50

Нет. Вы как раз меня сталкиваете на вихретоковую тематику - где есть возбуждающие, есть приемные катушки. Тут же просто одна катушка, которая работает в составе генератора. По идее ж, при попадании металла в магнитный контур или изменении в прохождении магнитных линий, должна меняться индуктивность => частота генератора, в возбуждающем контуре которого стоит катушка... Поэтому тут нет ни фаз, ни амплитуд.
Это не вихретоковый датчик - это индуктивный. На подобие металлоискателя...



Спасибо, это изучаю сейчас... ;-)
Прибор нужен свой.

На счет токов - трубы то длинные, действие магнитного поля катушки - локальное, поэтому будет замыкаться в трубе в какой-то области в виде кольцевых токов.

Зазор то конечно есть. Но магнитное поле - не электрическое, от него трубой с толщиной в 1 см - не заэкранируешься => в кольце будут свои токи. Хотя наверняка кольцо имеет какое-то касание с трубой - точнее не знаю.

Сообщение отредактировал ASergej_R19 - Nov 24 2008, 14:56

Автор предлагает генератор,поэтому при изменении индуктивности -изменится частота.
Насчет почувствует надо пробовать.

в первом посте не обратил внимание на этот нюанс и принцип не понял.
если Вы уверены, что электромагнитное поле соленоида "пробьет" трубу, тогда что Вас смущает?

Смущает - смогу ли я получить заданную точность в определении начала/конца кольца. И вообще, думал, может кто пробовал такое - какого порядка изменения частоты/индуктивности следует ловить... + сильно ли будут сказываться деффекты. Вихретоковый датчик потому и не очень охота использовать - он будет давать много шума из-за внутренних деффектов материала трубы. А индуктивный вроде как должен реагировать чисто на "массу"...

Сообщение отредактировал ASergej_R19 - Nov 24 2008, 15:48

Индуктивный преобразователь с открытым магнитопроводом
позволяет получить повторяемость около 0,05 мм. Их полно продаётся,
с разным диапазоном чувствительности. Там генератор в двух состояниях,
генерит - не генерит. Точность измерений будет зависеть от системы,
посредством которой вы будете сей датчик позиционировать.

Очень интересно... Хотя я видел примерно такие датчики...
Вопрос только в том, что они реалигуруют на приближение металлических элементов, а тут надо работать "пробивая" уже имеющийся металлический элемент... Будут ли они работать в моем случае?

Такую трубу может и можно пробить... если довести ее до красного каления... А потом ломом...
Может быть...
Может лучше внутрь счетчик частиц... Вдруг экранирование там будет лучше внутри муфточек.
А с индукционными методами, мне кажется, никак... Хотя бы по причине позиционирования под диаметру...

Не надо только инсинуаций. :-) Тем более, если так легко говорите про экранирование магнитных полей. :-))
Вихретоковый датчик работает более-менее нормально, только дает много шума + довольно дорогой в исполнении. ;-) + еще всякие мелочи, что напрягают при постоянном использовании, как говорится в "полевых условиях"... Поэтому хочется просто индуктивный...

Сообщение отредактировал ASergej_R19 - Nov 24 2008, 16:46

делаю сейчас индукционный зонд с генераторной и приемной катушками. шума конечно приемная катушка много ловит, все "видит" сволочь, и как люминесцентные лампы в 3-х метрах зажигаются, и как металлический ящик в столе выдвигаю. но полезный сигнал в моем случае тоже нормально детектируется, а шумы просто пороговым детектором отсекаются.
в Вашем случае мне трудно сказать что-то опеределенное и, в первую очередь, потому, что не очень-то верится, что удастся "пробить" 10мм стали. а если удастся, то какой мощностью? по идее, если это принципиально возможно, то получить полезный сигнал выше уровня шумов без применения хитрых алгоритмов обработки, можно только при значительном увеличении мощности генератора и размеров соленоида. а влезет ли он тогда в эту трубу поперек? получается, что провод должен быть не тонкий, а мотается он в один слой, да еще с секционированием для уменьшения паразитной емкости...
много вопросов...

Все работает без применения хитрых приемов и "большого" тока - вопрос в частоте. Высокие частоты - дают невысокую проникающаю способность. ;-) Частота порядка 100 Гц (герц!). ;-) Это про вихретоковые датчики... И труба то все-таки не из стали - сплав какой-то...

В моем случае - пороговыми средствами не обойдешься. Должен сидеть оператор, который имеет опыт и должен распознать пики. Гораздо больше поможет, возможно, если взять производную - это типа дифференциального метода вихретокового неразрушающего контроля... Но это не снимает вопроса над тем, что датчик нужно сделать дешевле и грубее к повседневному использованию...

Сообщение отредактировал ASergej_R19 - Nov 24 2008, 17:34

Мне кажется должен сработать такой вариант- << РI металлодетектор >>-искать в сети есть готовые конструкции(как раз с ними вожусь) . Хорошее разрешении должно получиться из за зависимости чувствительности обратнопропорциональной 6й степени от расстояния. Т.е. калибруемся по тонкой трубе , - срабатывание -от утолщеня. Необходимо только в определенных пределах выдерживать расстояние до стенок- чтобы небыло ложных срабатываний. Хотя, при таком перепаде диаметров измененияе сигнала должно быть приличным. Можно было бы проэкспериментировать, макет детектора имеется- трубок подходящих нет .
ЗЫ, но ~1% точности это конечно круто, придется набирать статистику.