Вихретоковые методы комплексного неразрушающего контроля изделий из углеродных композиционных материалов

На правах рукописи

ЧЕРТОВ Дмитрий Николаевич ВИХРЕТОКОВЫЕ МЕТОДЫ КОМПЛЕКСНОГО НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ УГЛЕРОДНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ Специальность 05.11.13 – Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - 2013

Работа выполнена в федеральном государственном бюд жетном образовательном учреждении высшего профессиональ ного образования «Национальный минерально-сырьевой уни верситет «Горный» Научный руководитель доктор технических наук, профессор Потапов Анатолий Иванович

Официальные оппоненты:

Марусина Мария Яковлевна доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский национальный исследовательский уни верситет информационных технологий, механики и оптики», кафедра измерительных технологий и компьютерной томогра фии, заведующий кафедрой Ляшков Александр Иванович кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник ФГБУН «Физико-технический институт им. А.Ф.

Иоффе» Российской академии наук, лаборатория физики проч ности, старший научный сотрудник Ведущая организация – ОАО «Обнинское научно производственное предприятие «Технология»

Защита диссертации состоится 17 июня 2013 г. в 14 ч.

30 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.224.07 при Национальном минерально-сырьевом университете «Горный» по адресу: 199106, Санкт-Петербург, 21-я линия, д. 2, ауд.

№ 7212.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Нацио нального минерально-сырьевого университета «Горный».

Автореферат разослан 16 мая 2013г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ диссертационного совета ГАБОВ Виктор Васильевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Углепластики и углерод-углеродные композиционные материалы – композиционные материалы на осно ве полимерных и углеродных матриц соответственно, армированные наполнителями из углеродных волокон, широко применяются в раз личных отраслях промышленности при все более возрастающих требованиях к их гарантированному качеству. В процессе производ ства изделий из углеродных композиционных материалов не всегда выдерживаются заданные параметры (толщина стенки, структура, электропроводность), могут образовываться различные виды неод нородностей структуры (пористость, волнистость волокон, посто ронние включения, расслоения и трещины), являющиеся местами локализаций процесса разрушения. При эксплуатации также могут возникать трещины и внутренние объемные разрушения вследствие циклических и ударных механических нагрузок. Указанные дефекты снижают прочностные характеристики изделий и их долговечность, что обусловливает необходимость неразрушающего контроля (НК) на производстве и при эксплуатации изделий.

В настоящее время для контроля изделий из углеродных композиционных материалов применяются методы акустического, радиационного, теплового и оптического вида НК. Большинство из них не обеспечивают комплексного контроля, а радиационные мето ды требуют повышенных требований безопасности, а так же слож ной калибровки.

В связи с этим представляет интерес использование методов вихретокового вида НК, обладающих чувствительностью к измене нию интегральных электропроводящих свойств изделий, обуслов ленных описанными выше дефектами. Контроль с их использовани ем можно проводить без контакта преобразователя с поверхностью объекта, он отличается высокой производительностью, сигналы преобразователя не чувствительны к параметрам окружающей сре ды, таким как влажность, давление, загрязненность, и др.

Актуальной задачей является разработка новых вихретоко вых измерительных преобразователей, алгоритмов преобразования первичной измерительной информации и методик их применений для обеспечения требуемой чувствительности к контролируемым параметрам и подавлении влияния мешающих параметров.

Цель работы: Повышение эффективности комплексного не разрушающего контроля углеродных композиционных материалов и изделий из них в процессе производства и эксплуатации применени ем вихретоковых методов.

Идея работы: Использование различных накладных вихре токовых преобразователей (ВТП) с ферритовыми и диэлектричекси ми сердечниками и схем, обеспечивающих измерение фазы и ампли туды вносимого напряжения, а также соответствующих алгоритмов обработки измерительной информации обеспечивает измерение электропроводности и толщины, выявление расслоений, трещин, волнистости и контроль структуры материала.

Задачи исследования:

- анализ существующих технологий и методов контроля уг леродных композиционных материалов;

- разработка моделей вихретоковых первичных измеритель ных преобразователей с воздушными и ферритовыми сердечниками и заданной частотой тока возбуждения;

- исследование влияние контролируемых и мешающих пара метров на вносимое напряжение каждого из вихретоковых первич ных измерительных преобразователей;

- разработка алгоритмов обработки информации, получаемой с вихретоковых первичных измерительных преобразователей, поз воляющие проводить измерения с погрешностью, не превышающей заданную, при отстройке от мешающих параметров, обусловленных электрофизическими и геометрическими характеристиками изделий, а также условиями внешней среды;

- разработка методик расчета параметров вихретоковых пер вичных измерительных преобразователей для повышения чувстви тельности к контролируемым параметрам;

- разработка методик градуировки, калибровки и проведения измерений с отстройкой от мешающих параметров, а также методик аттестации средств вихретокового контроля и контрольных образцов;

- изготовление и проведение испытаний разработанных средств вихретокового неразрушающего контроля;

- внедрение результатов работы на промышленных предпри ятиях.

Методы исследований.

Для расчета параметров ВТП использовался метод формали зации. Для исследования взаимодействия ВТП и объекта контроля использовались методы моделирования, в частности, метод конечных элементов. Исследование алгоритмов выделения информативного параметра сигнала ВТП проводилось с применением методов матема тического моделирования. Для получения сигналов с макетов ВТП на контрольных образцах использовались экспериментальные методы исследования.

Научная новизна работы:

1. Установлены зависимости комплексного относительного вносимого напряжения при заданной частоте возбуждения вихревых токов на измерительных обмотках вихретоковых первичных измери тельных преобразователей, оси которых параллельны и перпендику лярны объекту контроля, от толщины изделия, электропроводности, анизотропии свойств объекта контроля и от наличия трещин и рас слоений, позволившие разработать преобразователи с повышенной чувствительностью к контролируемым параметрам.

2. Разработаны модель и основные теоретические положе ния, описывающие вихретоковый тангенциальный преобразователь над анизотропным электропроводящим неферромагнитным издели ем, позволяющие выявлять разрывы нитей и расслоения.

3. Разработан алгоритм обработки сигналов с вихретоковых первичных измерительных преобразователей при двухчастотном режиме возбуждения, обеспечивающий измерение толщины изделий с заданной погрешностью с подавлением влияния двух мешающих параметров.

4. Разработаны меры толщины и контрольные образцы, а также методики градуировки, калибровки, аттестации и проведения контроля изделий с подавлением мешающих параметров.

Обоснованность и достоверность научных положений подтверждается результатами аналитических расчетов и моделиро вания методом конечных элементов, а также результатами экспери ментальных исследований в лабораторных условиях на контрольных образцах изделий.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

- разработан прибор и измерительные преобразователи, обеспечивающие комплексный контроль качества анизотропных изделий из углеродных композиционных материалов с низкой удельной электропроводностью для использования в цеховых и по левых условиях, а также методики их применения;

- разработаны меры толщины и контрольные образцы раз личных изделий, их дефектов и структур, обеспечивающие требуе мую погрешность измерений;

- разработаны методики градуировки, калибровки, аттеста ции и контроля.

Реализация выводов и рекомендаций работы.

Результаты работы были использованы научно производственной фирмой ЗАО "Константа" при разработке вихре токового дефектоскопа «Константа ВД1», толщиномера «Константа К6», измерителя электропроводности «Константа К6» и вихретоко вых преобразователей к ним. Результаты работы могут быть приме нены для контроля изделий из углеродных композиционных матери алов в процессе производства и эксплуатации в различных отраслях промышленности.

Личный вклад автора:

- предложено и обосновано применение вихретоковых мето дов для неразрушающего контроля изделий из углеродных компози ционных материалов;

- обоснована возможность применения вихретокового тан генциального преобразователя для измерения удельной электропро водности анизотропных изделий, выявления волнистости и разрыва волокон;

- разработан алгоритм обработки сигналов с вихретоковых первичных измерительных преобразователей при двухчастотном режиме возбуждения, обеспечивающий измерение толщины изделий с заданной погрешностью с отстройкой от влияния двух мешающих параметров;

- выполнены расчеты параметров вихретоковых измеритель ных преобразователей, разработаны модели преобразователей, про ведены эксперименты, определены зависимости сигналов от контро лируемых и мешающих параметров, обработаны полученные ре зультаты;

- подготовлены для производства вихретоковые преобразо ватели.

Апробация работы. Основные положения и результаты ра боты докладывались и получили положительную оценку на конфе ренциях: "The 50th Annual Conference of The British Institute of Non Destructive Testing", Telford, UK, 2011 г.;

"XIX всероссийской кон ференции по неразрушающему контролю и технической диагности ке", г. Самара, 2011 г.;

"II Всероссийской научно-технической кон ференции студентов, аспирантов и молодых ученых", г. Ижевск, 2012 г.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликова но 9 печатных работ, в том числе 3 работы в изданиях, рекомендуе мых ВАК Минобрнауки России.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введе ния, 5 глав и заключения, изложенных на 142 страницах. Содержит 46 рисунков, 14 таблиц и список литературы из 83 наименований.

Во введении дана общая характеристика работы, обоснована ее актуальность, сформулирована идея диссертационной работы, на основании которой поставлены цель и основные задачи исследова ния, а также определены научная новизна и практическая ценность результатов работы.

В главе 1 проведен анализ углеродных композиционных ма териалов, их структура, электрические и механические свойства, рассмотрены основные типы дефектов в объекте контроля, проведен обзор и анализ существующих видов, методов и технических средств неразрушающего контроля углеродных композиционных материалов, обоснованы цели и задачи исследований.

В главе 2 представлена общая характеристика вихретокового вида неразрушающего контроля, предложены расчетно-теоретические модели взаимодействия вихретокового измерительного первичного преобразователя с объектом контроля, определены основные меша ющие параметры, характерные для измерения электропроводности, толщины, выявления трещин и расслоений, а также их влияние на сигналы преобразователей.

В главе 3 рассмотрены структуры вихретоковых первичных измерительных преобразователей, рассмотрены принципы расчета и построения измерительных преобразователей, предложены алгорит мы преобразования первичной информации, позволяющие отстроить ся от влияния мешающих параметров вихретокового контроля.

В главе 4 сформулированы требования к мерам толщины и контрольным образцам, предложена методика их изготовления и ат тестации, разработаны методики градуировки и калибровки вихрето ковых измерительных преобразователей, исследовано влияние меша ющих параметров на погрешность измерений.

В главе 5 представлены результаты экспериментальных ис следований разработанных вихретоковых преобразователей на ком плектах контрольных образцов из углеродных композиционных мате риалов, приведены перспективы развития и области применения ре зультатов работы.

В заключении представлены обобщенные выводы по резуль татам исследований в соответствии с целью и решенными задачами.

Защищаемые научные положения 1. Двухчастотный режим возбуждения вихревых токов и метод последовательного приближения при измерении фаз раз ностных напряжений вихретокового четырехобмоточного ском пенсированного преобразователя обеспечивает измерение тол щины Т неферромагнитных электропроводящих объектов кон троля с абсолютной погрешностью не более ±(0,02Т + 0,2 мм) в диапазоне от 1 до 10 мм при вариации зазора h между преобра зователем и объектом контроля до 1,5 мм и удельной электро проводности материала в диапазоне от 5 до 45 кСм/м.

При контроле толщины изделий из углеродных композици онных материалов методами вихретокового вида НК на сигналы вихретокового преобразователя оказывают влияние как контролиру емый (толщина), так и мешающие параметры. Наибольшее влияние на сигнал ВТП оказывает изменение воздушного зазора h между контактной поверхностью преобразователя и объектом контроля и других геометрических мешающих параметров, например шерохо ватости, изменение радиуса кривизны поверхности, которые могут быть сведены к эквивалентному зазору hэ, а также девиация элек тропроводности изделия, которая для углеродных композиционных материалов может составлять 10…15 %.

На рисунке 1 представлены рассчитанные по (1) универсаль ные зависимости (кривые 1 и 3) комплексного относительного вно симого напряжения от контролируемого и мешающих параметров изделия с электропроводностью и для преобразователя с парамет рами R, fн(кривая 1) и fв (кривая 3).

ВН = вн = ( в ) ( и ) | в и |, ви (1) || где T – толщина материала;

RВ – радиус обмотки возбужде ния;

RИ – радиус измерительной обмотки;

zи, zв – расстояние от из мерительной обмотки и обмотки возбуждения до поверхности изде лия, соответственно;

Ji(Ri) – функция Бесселя первого порядка;

– параметр преобразования;

М – коэффициент начальной взаимоин дукции между обмотками;

( )( ) =, (2) ( ) ( ) = +, (3) i – электропроводность материала, = 2f – круговая часто та тока возбуждения.

При уменьшении и на 10% эти кривые смещаются (кривые и 4). Линии отвода 5 и 6 иллюстрируют влияние зазора h между пре образователем и объектом контроля.

Очевидно, что, используя фазовый или амплитудно-фазовый метод обработки информации, можно отстроиться только от одного мешающего параметра.

Для компенсации влияния двух мешающих параметров было предложено использование двухчастотного режима возбуждения вихревых токов, при котором расчет значения толщины осуществля ется методом последовательного приближения при измерении фаз разностных напряжений. На рисунке 2 представлена структурная схема вихретокового двухчастотного фазового преобразователя.

Для подавления влияния зазора, а также эквивалентных зазору шероховатости и кривизны поверхности, необходимо выбрать точку отсчета фазы (начальную точку) комплексного относительного вноси мого напряжения по комплексной плоскости Uсм, в которой сходятся все прямые, проведенные через две точки каждой линии отвода, соот ветствующих диапазону изменения h. Выбор точки отсчета фазы вы полняется электронной балансировкой комплексного относительного вносимого напряжения внутри микроконтроллера преобразователя.

Для уменьшения количества обрабатываемой информации следует рассматривать ограниченные заданным диапазоном и участки зависимостей. Рассмотрим процедуру определения толщи ны материала с удельной электропроводностью и с использованием метода последовательного приближения.

Экспериментально определено, что для обеспечения задан ной погрешности необходимо, чтобы значения обобщенного пара метра = 2 и (где R – эквивалентный радиус обмотки воз буждения, f – частота тока возбуждения, 0 – абсолютная магнитная проницаемость) отличались не менее, чем в 4 раза.

Рисунок2 – Структурная схема вихретокового двухчастотного амплитудно фазового преобразователя: У1 - У3 – усилители, КД – квадратурный детектор, ФНЧ1 - ФНЧ4 – фильтры низкой частоты, WВ1 и WВ2 – обмотки возбуждения, WК и WИ – дифференциально включенные компенсационная и измерительная обмотки, F и F2 – ферритовые сердечники, МК – микроконтроллер, К – управляемый ключ На представленных на рисунке 3 зависимостях (Т) и () по определенным 1’ и 1’’ по (4) рассчитываются значения толщин на низкой Тн и высокой Тв частотах соответственно при (точки 1 на рисунке 3).

= + +, (4) где a, b, c, – коэффициенты, определяемые по детерминантам матриц:

= 1, (5) 1, = 1, = = (6) Среди множества различных функций интерполяции данные зависимости обеспечивают наименьшую погрешность при расчете значения толщины Т.

При отношении t = Тн/Тв 1 необходимо произвести расчет при нижнем граничном значении и. При отношении t 1 необходимо произ вести расчет при верхнем граничном значении и.

На каждом следующем шаге i выбирается среднее значение от наибольшей величины, при которой t 1, и наименьшей величины, при которой t 1 (переход между значениями показан стрелками на рисунке 3 в соответствии с шагами i).

На рисунке 4 видно, что с каждым шагом приближений отноше ние t сходится к 1. На n-ом шаге t входит в диапазон 1±0,005, при кото ром значение толщины Тн является искомым с погрешностью 0,5%.

Рисунок 4 – Зависимость отношения значений Т от количества шагов вычисления С учетом погрешностей контрольных образцов и градуировки двухчастотный режим возбуждения вихревых токов и метод последова тельного приближения обеспечивает измерение толщины Т неферромаг нитных электропроводящих объектов контроля с абсолютной погрешно стью не более ±(0,02Т + 0,2 мм).

2. Предлагаемая модель вихретокового тангенциального трансформаторного трехобмоточного скомпенсированного пре образователя с обмоткой возбуждения, имеющей форму прямо угольника, и системой измерительных обмоток, расположенных в плоскости обмотки возбуждения, обеспечивает измерение удельной электропроводности материала объекта контроля с учетом направления намотки нитей изделий из углеродных композиционных материалов с анизотропией электрических свойств при значении обобщенного параметра вихретокового контроля z от 5 до 20 формированием однонаправленной гори зонтальной составляющей вихревого тока.

Измерение удельной электропроводности анизотропных изде лий с помощью традиционных вихретоковых измерительных преоб разователей с обмотками, ось которых перпендикулярна объекту контроля, является некорректным решением, так как измеряется ин тегральная удельная электропроводность изделия по всем направле ниям. А в некоторых случаях удельная электропроводность в направлении, перпендикулярном намотке волокон, настолько мала, что вихревые токи в материале практически не наводятся и ком плексное относительное вносимое напряжение остается близко к нулю.

В связи с этим был разработан вихретоковый преобразователь с чувствительным элементом тангенциального типа (рисунок 5а).

На представленной модели вихретокового первичного танген циального скомпенсированного трехобмоточного накладного изме рительного преобразователя и плотности распределения вихревых токов в объекте контроля (рисунок 6) направление намотки волокон параллельно оси Х (зеленая ось). Максимальная плотность вихревых токов находится под преобразователем, когда он расположен вдоль волокон, и около углов преобразователя, когда он расположен попе рек волокон. Это объясняется наличием вихревых токов рассеяния, которые пытаются замкнуться между собой по траектории с малым сопротивлением.

Рисунок 5 –Разработанные преобразователи с обмотками, оси которых расположе ны: а) параллельно объекту контроля, б) перпендикулярно объекту контроля. 1 – обмотки возбуждения, 2 – измерительные обмотки, 3 –сердечники полуброневого типа, 4 – корпус преобразователя, 5 – вывод кабеля, 6 – плата с электронными ком понентами.

При повороте преобразователя относительно направления намотки волокон происходит уменьшение влияния вихревых токов на первичный измерительный преобразователь более, чем в 10 раз.

На представленном годографе зависимости комплексного от носительного вносимого напряжения *вн от контролируемого и мешающих параметров (рисунок 7) линии влияния и изменения угла между вихретоковым измерительным преобразователем и направлением волокон не параллельны. Следовательно, для измере ния удельной электропроводности и выявления волнистости нитей в изделиях необходимо составлять две градуировочных характеристи ки.

Для подавления влияния зазора используется описанный выше алгоритм с выбором точки отсчета фазы комплексного относи тельного вносимого напряжения *вн.

Рисунок 7 – Зависимость комплексного относительного вносимого напряжения *вн от контролируемого и мешающих параметров Для отстройки от влияния толщины изделия выбирается ча стота возбуждения вихревых токов, при которой глубина проникно вения вихревых токов будет максимально велика, но меньше тол щины изделия. При этом будет измеряться интегральная удельная электропроводность по глубине.

Рисунок 8 – Изменение фазы относительного вносимого напряжения *вн при из менении угла между направлением волокон и измерительным преобразователем.

Из представленной зависимости () (рисунок 8) следует, что изменение фазы комплексного относительного вносимого напряже ния *вн составляет больше 30°, что является высокой чувствитель ностью. Следовательно, тангенциальный преобразователь обеспечи вает измерение удельной электропроводности материала с учетом его анизотропии.

3. Разработанные модели вихретоковых измерительных фазовых и частотных преобразователей, оси которых парал лельны и перпендикулярны объекту контроля соответственно, принципы построения и оптимизации измерительных преобра зователей, а также методики настройки, градуировки и калиб ровки с использованием предлагаемых контрольных образцов, обеспечивают выявление трещин, глубиной более 0,5 мм, вы званных многократными разрывами нитей, в изделиях из угле родных композиционных материалов с двунаправленной и од нонаправленной схемах армирования.

Для выявления трещин в изделиях из углеродных композици онных материалов необходимо подобрать параметры преобразова теля так, чтобы значение обобщенного параметра было больше 10.

В связи с низкой интегральной удельной электропроводностью углеродных композиционных материалов при сохранении высокой локальности контроля необходимо возбуждать вихревые токи на частотах ~ 20 МГц. Для преобразователей, реализующих фазовый, амплитудный и амплитудно-фазовый методы такая частота в насто ящее время недостижима. В связи с этим применен вихретоковый частотный (параметрический) преобразователь (рисунок 5б).

При контроле с помощью вихретокового частотного метода трещины в объекте контроля ведут к уменьшению его интегральной электропроводности и, что влияет на относительную индуктивность обмотки l(z) и соответственно на выходную частоту автогенератор ной схемы f(z), на которой выполняются вихретоковые частотные преобразователи.

l(z) = Lвт(z)/L, (7) где z – глубина трещины, Lвт – индуктивность влияния вихре вых токов, L – собственная индуктивность обмотки, ( ) = 1(2 вт ( ) э ), (8) где Cэ = C1C2/(C1 + C2) – эквивалентная емкость колебательно го контура.

Для обеспечения приемлемой чувствительности преобразова теля оптимальное значение частоты рассчитывается по формуле:

fопт (0,6 … 0,8)/(0иz2макс). (9) Из графика зависимости l(z) (рисунок 9) следует, что вихрето ковый частотный преобразователь позволяет гарантированно выяв лять трещины, глубиной более 0,5 мм при девиации электропровод ности ± 0,15.

При однонаправленном армировании углеродных композици онных материалов использование вихретокового преобразователя с чувствительным элементом, ось которого перпендикулярна плоско сти объекта контроля, не позволяет выявлять трещины, вызванные разрывами нитей. Для решения данной задачи было предложено ис пользовать вихретоковый тангенциальный преобразователь. В каче стве обобщенного параметра предлагаю принять величину z:

= 2, (10) где L – длина участка обмотки возбуждения, параллельного объекту контроля.

Рисунок 9 – Зависимость относительной индуктивности преобразователя от глуби ны трещины Оптимальная чувствительность для выявления трещин обеспе чивается при значении z = 5 … 20. Точка отсчета фазы сдвигается по комплексной плоскости в точку Uсм.

Исходя из годографа комплексного относительного вносимого напряжения (рисунок 10), с учетом девиации удельной электропро водности изделий, тангенциальный преобразователь обеспечивает выявление трещин, глубиной от 0,5 мм, вызванных многократными разрывами нитей.

Градуировка преобразователей производится на аттестованных контрольных образцах с искусственными трещинами. Контрольные образцы изготавливаются из материалов с известными свойствами, повторяющими структуру реальных объектов контроля.

Рисунок 10 –Зависимость комплексного относительного вносимого напряжения преобразователя от глубины трещины В случаях возникновения необходимости калибровки прибо ров в производственных условиях, разработанные методики одното чечной и двухточечной калибровки обеспечивают заданные по грешности результатов контроля продукции.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ В диссертации, представляющей собой законченную научно квалификационную работу, на основе анализа литературных источ ников и существующих технологий и методов контроля и выпол ненных теоретических и экспериментальных исследований была решена актуальная научно-практическая задача повышение эф фективности неразрушающего контроля углеродных композицион ных материалов и изделий из них при воздействии характерных ме шающих параметров с применением вихретоковых методов. На ос новании проведенных исследований получены следующие научные результаты работы:

1. Предложено и рекомендовано применение вихретоковых методов для комплексного неразрушающего контроля изделий из углеродных композиционных материалов.

2. Разработаны модели и конструкции тангенциальных чув ствительных элементов вихретоковых первичных измерительных преобразователей, позволяющих решать задачи выявления расслое ний, волнистости и трещин, а также раздельного измерения элек тропроводности анизотропных материалов в разных направлениях.

3. Установлены зависимости комплексного относительного вносимого напряжения вихретокового измерительного тангенциаль ного преобразователя от контролируемых и мешающих параметров.

4. Разработан способ выделения информативных параметров сигналов с вихретоковых первичных измерительных преобразовате лей при двухчастотном режиме возбуждения, обеспечивающий из мерение толщины Т изделий с заданной погрешностью с отстройкой от влияния двух мешающих параметров и h.

5. Разработаны вихретоковые преобразователи для задач изме рения электропроводности и толщины, параметры которых обеспечи ли повышенную чувствительность к контролируемым параметрам.

6. Разработаны, изготовлены и испытаны приборы с преобра зователями, реализующими фазовый, частотный и амплитудно фазовый методы, для измерения толщины, электропроводности, вы явления трещин, расслоений и волнистости, подтвердившие теоре тические расчеты и результаты моделирования.

7. Разработаны контрольные образцы, а также методики гра дуировки, калибровки, контроля и аттестации преобразователей.

Публикации по теме диссертации:

1. Потапов А.И., Сясько В.А., Чертов Д.Н. Измерение толщины изделий из углеродных композиционных материалов с использованием вихретокового двухчастотного амплитудно фазового метода // Контроль. Диагностика №4, 2013. С. 17-21.

2. Сясько В.А., Чертов Д.Н., Ивкин А.Е. Измерение тол щины стенок изделий из углеродных композиционных материа лов с использованием вихретокового фазового метода // Дефек тоскопия. №8, 2011. С. 76-84.

3. Потапов А.И., Сясько В.А., Чертов Д.Н. Выявление расслоений и глубины их залегания в углепластиковых кон струкциях с использованием вихретокового вида неразрушаю щего контроля // Известия высших учебных заведений. №8, 2012. С. 66-69.

4. Чертов Д.Н., Сясько В.А. Анализ неразрушающих методов контроля углепластиков // Неразрушающий контроль и диагностика окружающей среды, материалов и промышленных изделий: Межву зов. сб., вып. 19, 2010. С. 72-80.

5. Чертов Д.Н. Разработка вихретоковых фазовых преобразо вателей для комплексного контроля изделий из углепластиков // Из мерения, контроль и диагностика – 2012: сб. материалов II Всерос сийской науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых, с междунар. участием, посвященной 60-летию Ижевского государ ственного технического университета имени М.Т. Калашникова.

Ижевск, 14-16 мая 2012. С. 160.

6. Сясько В.А., Чертов Д.Н., Соломенчук П.В. Вихретоковый неразрушающий контроль углепластиковых изделий авиакосмиче ской техники // XIX Всероссийская научно-техническая конферен ция по неразрушающему контролю и технической диагностике: те зисы докладов. Самара, 6-8 сентября 2011. С. 394.

7. Юхацкова О.В., Муханов Е.Е., Сясько В.А., Чертов Д.Н.

Исследование возможности радиоволнового контроля сплошности полимерных композиционных материалов // XIX Всероссийская научно-техническая конференция по неразрушающему контролю и технической диагностике: тезисы докладов. Самара, 6-8 сентября 2011. С. 439-444.

8. Syasko V.A., Pilatova I.V., Ivkin A.E., Chertov D.N. Eddy current NDT for carbon fibre-reinforced products for aerospace technique // The 50th Annual Conference of The British Institute of Non-Destructive Testing. Telford, UK, 13-15 September 2011. P. 17.

9. Сясько В.А., Чертов Д.Н. Выявление расслоений углепла стиковых материалов с использованием тангенциальных вихретоко вых преобразователей // В мире неразрушающего контроля. №2, 2012. С. 19-21.

Рисунок 1 – Зависимость комплексного относительного вносимого напряжения *вн от контролируемого и ме шающих параметров (, h) при измерениях T Рисунок 3 – Зависимости от Т (а) и от (б)приf = 0,15 МГц, от Т (в) и от (г) при f = 3,3 МГц Рисунок 6 – Модель вихретокового тангенциального скомпенсированного трехобмоточного накладного первичного измерительного преобразователя а) преобразователь установлен вдоль направления волокон, б) преобразователь установлен поперек направления волокон