Аннотация
Описан новый метод неразрушающего контроля параметров электрических кабелей и проводов, который может быть использован как для выявления факта наличия и места расположения дефектов в их токопроводящих жилах, так и для определения конкретных параметров этого дефекта. При реализации предложенного метода используется квантово-механическая характеристика электронов, заключающаяся в поляризации спиновых магнитных моментов свободных электронов в электропроводящих материалах под воздействием внешнего переменного электрического поля. Указанное поле предложено формировать цилиндрическим конденсатором, состоящим из двух полуцилиндрических металлических электродов, расположенных коаксиально контролируемому кабелю. Область циркуляции спиновых магнитных моментов свободных электронов, выступая гармоническим осциллятором, посредством спин-спинового взаимодействия возбуждает в электропроводящей жиле бегущую волну поляризации спиновых магнитных моментов, которая, взаимодействуя с катушкой индукционного датчика, приводит к возникновению на концах этой катушки контрольного сигнала в виде переменной ЭДС. Параметры (амплитуда и фаза) этой ЭДС содержат информацию не только о геометрических характеристиках электропроводящих жил, но и о физико-химических свойствах их материала. Дефектоскопию проводят путем сравнения контрольного сигнала с опорным сигналом. Показана процедура формирования опорного сигнала в зависимости от задач дефектоскопии. Предложенный метод обеспечивает возможность проведения контроля жил кабелей и проводов из любых электропроводящих пара- и диамагнитных материалов.
Ключевые слова
Формирователь переменного электрического поля, индукционный преобразователь проходного типа, бегущая волна поляризации спиновых магнитных моментов свободных электронов, контрольный и опорный сигналы, информационно-измерительная система.
1. Гуревич Ю.Е., Кабиков К.В. Особенности электроснабжения, ориентированного на бесперебойную работу промышленного потребителя. М.: Торус Пресс, 2015. 408 c.
2. Хорольский В.Я., Таранов М.А. Надежность электроснабжения. М.: Форум, Инфра-М, 2013. 128 c.
3. Редько В.В. Электроискровой контроль качества изоляции кабельных изделий. Томск: Изд-во ТПУ, 2013. 176 с.
4. Холодный С.Д., Серебрянников С.В., Боев М.А. Методы испытаний и диагностики в электроизоляционной и кабельной технике. М.: Изд-во МЭИ, 2009. 232 с.
5. Starikova N.S., Redko V.V., Vavilova G.V. Comparison of Cable Insulation Control in Weak and Strong Electric Fields / N.S. Starikova// Applied Mechanics and Materials. 2015. № 756. С. 486-490.
6. Blohm W. Advanced on-line measuring and analysis techniques for an economical cable production // Proceedings Intl. IWMA Conf. Economical Processing of Rod to Wire & Cable. 1999, с. 67-75.
7. Benjamin T.L. Power Cable Diagnostics: Field Application and Case Studi // Neta World, USA. 2004. P. 1-6.
8. ГОСТ Р 56542-2015. Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов. М.: Стандартинформ, 2016. 12 с.
9. Будадин О.Н., Потапов А.И., Колганов В.И. Тепловой неразрушающий контроль изделий. М.: Наука. 2002. 472 с.
10. Фёдоров Е.М., Гольдштейн А.Е., Редько В.В. Методы и приборы оптического контроля диаметра и овальности электрических кабелей в процессе их производства // Ползуновский вестник. 2010. № 2. С. 141-148.
11. Приборы технологического контроля для кабельного производства. Каталог продукции «ЭРМИС-2003». Томск, 2003. 16 с.
12. Неразрушающий контроль. Кн. 2. Акустические методы контроля / под ред. В.В. Сухорукова. М.: Высшая шк., 1992. 283 с.
13. Герасимов В.Г., Покровский А.Д., Сухоруков В.В. Неразрушающий контроль. Кн. 3. Электромагнитный контроль. М.: Высш. шк., 1992. 320 с.
14. Бочкарев И.В., Брякин И.В., Гунина М.Г. Система оперативного контроля технического состояния электрических кабелей // Проблемы автоматики и управления: Научно-техн. журнал / НАН КР. Бишкек: Илим, 2018. №1 (34). С. 55–63.
15. Яковлев С.Г. Методы и аппаратура магнитного и вихревого контроля. СПб.: Изд-во СПБГЭТУ «ЛЭТИ», 2003. 88 с.
16. Шубочкин А.Е. Развитие и современное состояние вихретокового метода неразрушающего контроля. М.: Издательский дом «Спектр», 2014. 288 с.
17. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике. М.: Наука,1977. 940 с.
18. Агранович В.М., Галанин М.Д. Перенос энергии электронного возбуждения в конденсированных средах. М.: Наука, 1978. 383 с.
19. Смоленский Г.А., Леманов В.В. Ферриты и их техническое применение. М.: Наука, 1975. 219 с.