Произведение концентраций водородных и гидроксильных ионов в химически чистой воде является постоянной величиной, равной 10 -14 при температуре 25 °С. Оно остается неизменным и в присутствии веществ, диссоциирующих с образованием водородных и гидроксильных ионов. В чистой воде концентрации водородных и гидроксильных ионов равны 10 -7 моль/дм 3 , что соответствует нейтральному состоянию раствора. В кислых растворах [Н + ] > 10 -7 моль/дм 3 , а в щелочных [Н + ] < 10 -7 моль/дм 3 .
Для удобства выражения концентрации водородных ионов в воде используют величину, представляющую собой взятый с обратным знаком десятичный логарифм их концентрации. Эта величина называется водородным показателем и обозначается рН (рН = - lg ¢ ).
Величина рН является одним из важнейших показателей качества вод и характеризует состояние кислотно-основного равновесия воды. От величины рН зависит развитие и жизнедеятельность водной биоты, формы миграции различных элементов, агрессивное действие воды на вмещающие породы, металлы, бетон.
На величину рН поверхностных вод влияет состояние карбонатного равновесия, интенсивность процессов фотосинтеза и распада органических веществ, содержание гумусовых веществ.
В большинстве водных объектов рН воды обычно колеблется в пределах от 6,3 до 8,5. В речных и озерных водах зимой отмечаются более низкие по сравнению с летним периодом значения рН.
Величина рН поверхностных вод, подверженных интенсивному загрязнению сточными водами или влиянию подземных вод, может изменяться в более широких пределах из-за наличия в их составе сильных кислот или оснований.
Удельная электрическая проводимость (удельная электропроводность) - количественная характеристика способности воды проводить электрический ток. В чисто физическом смысле это величина, обратная электрическому сопротивлению воды при температуре 25 °С, находящейся между двумя электродами с поверхностью 1 см 2 , расстояние между которыми равно 1 см. Единица удельной электрической проводимости - Сименс на 1 м (См/м). Для воды в качестве единицы измерения используют производные величины - миллиСимменс на 1 м (мСм/м) или микроСименс на 1 см (мкСм/см).
В большинстве случаев удельная электрическая проводимость поверхностных вод суши является приблизительной характеристикой концентрации в воде неорганических электролитов - катионов Na + , K + , Са 2+ , Mg 2+ и анионов Сlˉ, SO 4 2- , HCO 3 - . Присутствие других ионов, например Fe (II ), Fe (III), Mn(II), NO 3 - , НРО 4 2- обычно мало сказывается на величине удельной электрической проводимости, так как эти ионы редко встречаются в воде в значительных количествах. Водородные и гидроксильные ионы в диапазоне их обычных концентраций в поверхностных водах суши на удельную электрическую проводимость практически не влияют. Столь же мало и влияние растворенных газов.
Таким образом, удельная электрическая проводимость поверхностных вод суши зависит в основном от их минерализации и обычно колеблется в пределах от 50 до 10000 мкСм/см.
Измерение рН воды осуществляют потенциометрическим, а удельной электрической проводимости - кондуктометрическим методом с помощью соответствующих приборов - рН-метров (иономеров) и кондуктометров. Современные приборы (иономеры-солемеры) комплектуются датчиками на оба показателя и позволяют проводить их измерение практически одновременно.
РД 52.24.495-2005
РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ
ВОДОРОДНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ И УДЕЛЬНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОВОДИМОСТЬ ВОД. МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ ЭЛЕКТРОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ
Дата введения 2005-07-01
Область применения
Настоящий руководящий документ устанавливает методики выполнения измерений (далее - методика) водородного показателя в диапазоне от 4 до 10 ед. рН и удельной электрической проводимости в диапазоне от 5 до 10000 мкС/см в пробах поверхностных вод суши и очищенных сточных вод электрометрическим методом.
Характеристики погрешности измерения
Метод измерений
При измерении рН воды электрометрическим методом используется система, состоящая из стеклянного электрода, потенциал которого зависит от концентрации (активности) ионов водорода, и вспомогательного электрода. Электродная система при погружении в пробу воды развивает э.д.с, линейно зависящую от активности ионов водорода.
Измерение удельной электрической проводимости основано на измерении электрического сопротивления раствора, находящегося между двумя платиновыми (платинированными) электродами с поверхностью 1 см 2 , расстояние между которыми равно 1 см.
При изменении температуры на 1 °С величина удельной электрической проводимости изменяется (возрастает с ростом температуры) примерно на 2 %. Поэтому для исключения данной погрешности измерение проводят в термостатируемой пробе или с использованием автоматического термокомпенсатора. В противном случае в результаты вносят соответствующие поправки.
Требования безопасности, охраны окружающей среды
где v t - величина удельной электрической проводимости притемпературе измерения, мкСм/см;
f - температурная поправка (Приложение ).
Если прибор градуирован в других единицах, результат измерениянеобходимо перевести в микросименс на сантиметр.
где рН - среднее арифметическое значение двух результатов, разность между которыми не превышает предела повторяемости r (0,06 ед. рН).
где: v - среднее арифметическое значение двух результатов, разность между которыми не превышает предела повторяемости r (2,77 s r );
± D - границы погрешности измерений (таблица ).
При этом указывают действительную температуру измерения, если проводилась автоматическая или математическая коррекция результата. Численные значения результата измерения должны оканчиваться цифрой того же разряда, что и значения характеристики погрешности.
12 Контроль качества результатов измерений при реализации методики в лаборатории
3 При реализации методики в лаборатории обеспечивают:
Оперативный контроль исполнителем процедуры выполнения измерений (на основе оценки повторяемости при реализации отдельно взятой контрольной процедуры);
Контроль стабильности результатов измерений (на основе контроля стабильности среднеквадратического отклонения повторяемости).
Алгоритм оперативного контроля исполнителем процедуры выполнения измерений приведен в РД 52.24.495-2005.
Периодичность оперативного контроля и процедуры контроля стабильности результатов выполнения измерений регламентируют в Руководстве по качеству лаборатории.
Главный метролог ГУ ГХИ А.А. Назарова
Применяется для измерения удельной электропроводности изделий из неферромагнитных металлов и их сплавов. Прибор сделан в России, внесен в госреестр РФ (описание типа средства измерения). Гарантия - 1 год. Малые габариты прибора, а также возможность быстрого определения электропроводности позволяют использовать прибор для следующих целей:
- приемка деталей у поставщиков с определением соответствия марки материала изделий даже под лакокрасочным покрытием;
- оперативная сортировка заготовок по маркам материалов, используя соответствующие таблицы значений электропроводности различных алюминиевых сплавов, бронзы, медных сплавов, титановых сплавов и так далее;
- определение соответствия марок материалов различных деталей требуемым маркам по нормативной документации при инспекции изделий и объектов;
- контроль за техпроцессом закалки материалов (алюминиевые и другие сплавы). По таблицам соответствия степени закалки и электропроводности данной марки материала можно однозначно определить, что деталь недокалена или перекалена;
- определение изменения прочностных свойств деталей изделия в результате термоудара с помощью определения изменения электропроводности материала детали.
Из отличительных особенностей измерителя электропроводности Константа К6 можно выделить следующие:
- работа во всем рабочем диапазоне одним преобразователем ФД2 (ПФ-ИЭ-6э);
- отстройка от влияния зазора между преобразователем и объектом контроля позволяет измерять электропроводность через лакокрасочные покрытия переменной толщины;
- малые габариты, удобство и простота в работе;
- широкий набор преобразователей позволяет решать большинство задач измерения электропроводности;
- возможность сохранения результатов контроля в памяти прибора с последующей передачей в ПК по каналу USB для хранения, статистической обработки и документирования с использованием программы Constanta-Data.
Технические характеристики заявленные производителем измерителя электропроводности Константа К6 приведены в таблице >
| Характеристика | Показатель |
| Диапазон измерения электропроводности, σ, МСм/м* | 0,005 ÷ 59 |
| Диаметр зоны контроля преобразователя, мм | 4-6 |
| Индикация | матричный LCD индикатор с отображением сигнала и порога срабатывания сигнализации |
| Число ячеек памяти результатов контроля | 999 с возможностью разбивки на 99 групп |
| Питание: аккумуляторы или батареи Alkaline, тип ААА | 2 шт. |
| Время непрерывной работы, ч | 50 |
| Диапазон рабочих температур | -20...+50°С |
| Габаритные размеры электронного блока, мм | 120х60х25 |
| Масса, г | 150 |
* Метрологические характеристики измерителя электропроводности Константа К6 определяются типом подключенного преобразователя.
Технические характеристики преобразователей для измерителя электропроводности Константа К6 приведены в следующей таблице
| Тип | Назначение | Диапазон измерения электропроводности σ, МСм/м | Предел основной относительной погрешности измерения,% | Диапазон отстройки от зазора, мм | Минимальная толщина объекта контроля, мм | Диаметр зоны контроля, мм | Частота типа возбуждения, кГц |
| ФД2 (ПФ-ИЭ-6э) | Универсальный преобразователь. Диапазон измерения перекрывает все возможные электропроводности металлов и сплавов. Отстройка от зазора оптимизирована для работы по алюминиевым сплавам. Экранированный чувствительный элемент с диаметром зоны контроля 6 мм. | 0,5-59 | 3* | 0-0,2 | 1-5 | 6 | 20 |
| ПФ-ИЭАв-6э | 7-40 | 3 | 0-0,2 | 0,6-1,5 | 6 | 60 | |
| ПФ-ИЭ-6э-Ti | Специализированный преобразователь. Преобразователь предназначен для применения в авиационной промышленности. Повышенная частота возбуждения вихревых токов позволяет проводить контроль тонких листовых материалов из алюминиевых сплавов. | 0,5-5 | 3 | 0-0,2 | 1-2,3 | 6 | 170 |
| ПФ-ИЭ-6э-Br | 2-16 | 3 | 0-0,2 | 0,9-2,0 | 6 | 60 | |
| ПФ-ИЭ-6э-Cu | 25-59 | 3 | 0-0,2 | 1,5-2,0 | 6 | 7 | |
| ПФ-ИЭ-4-Ti | Преобразователь для контроля малоразмерных и тонких изделий. Чувствительный элемент в виде конуса позволяет измерять электропроводность на изделиях сложной формы. Диаметр зоны контроля 4 мм. Снабжены сменным защитным колпачком. | 0,5-5 | 2 | 0-0,1 | 0,3-1,0 | 4 | 1800 |
| ПФ-ИЭ-4-Br | 2-16 | 2 | 0-0,1 | 0,3-0,8 | 4 | 1200 | |
| ПФ-ИЭ-4-Al | 7-40 | 2 | 0-0,1 | 0,3-0,8 | 4 | 480 | |
| ПФ-ИЭ-4-Cu | 25-59 | 2 | 0-0,1 | 0,5-0,8 | 4 | 120 | |
| ПФ-ИЭ-30-У1 | Преобразователь для контроля углей и углеграфитов, предназначен для измерения удельной электропроводности или удельного электрического сопротивления углеграфитовых материалов (УГМ) с грубой поверхностью, неоднородной и пористой структурой, для сортировки углей, углеграфитов, ниппелей, электродов и их огарков. | 0,01-1 | 10** | 0-0,5 | 15 | 30 | 70 |
| ПФ-ИЭ-18э-У2 | Преобразователь для контроля углепластиков и углерод- углеродных композиционных материалов, предназначен для измерения удельной электропроводности нетканых и тканых углеродных композиционных материалов со связующим из полимерных смол, а так же с углеродным связующим. | 0,005-0,1 | 10*** | 0-0,5 | 4 | 18 | 3700 |
* - 3% в диапазоне от 5 до 59 МСм/м, 7% в диапазоне от 0,5 до 5 МСм/м
** – 10% в диапазоне от 0,1 до 1 МСм/м, 15% в диапазоне от 0,01 до 0,1 МСм/м
*** – 10% в диапазоне от 0,005 до 0,02 МСм/м, 15% в диапазоне от 0,02 до 0,1 МСм/м
Комплект поставки измерителя электропроводности Константа К6
- электронный блок с одним преобразователем на выбор,
- сменные защитные колпачки (если они предусмотрены конструкцией),
- аккумуляторы ААА (4 шт.),
- зарядное устройство,
- кабель связи с ПК по интерфейсу USB,
- компакт-диск с драйверами и программой Constanta-Data,
- руководство по эксплуатации,
- методика поверки,
- кейс для хранения и транспортировки.
В качестве тестовых эталонов измеритель электропроводности Константа К6 может комплектоваться образцами удельной электрической проводимости CO-220 или CO-230. Комплекты мер предназначены для поверки и калибровки измерителей удельной электрической проводимости цветных металлов и сплавов.
| Номинальное значение удельной электропроводности σ | Комплект образцов титановой группы | Комплект образцов бронзовой группы | Комплект образцов алюминиевой группы | Комплект образцов медной группы |
| Фото образцов | ||||
| Образец №1 | 0,5 МСм/м | 3,5 МСм/м | 14 МСм/м | 40 МСм/м |
| Образец №2 | 1 МСм/м | 5 МСм/м | 17 МСм/м | 50 МСм/м |
| Образец №3 | 2 МСм/м | 10 МСм/м | 24 МСм/м | 58 МСм/м |
| Толщина образцов электропроводности | 6 мм | |||
| Диаметр образцов электропроводности | 24 мм | |||
| Шероховатость поверхности образцов электропроводности | Не более Ra 1,6 мкм | |||
| Габаритные размеры комплекта образцов | 130 х 48 х 9 мм | |||
Измеритель электропроводности Константа К6 можно купить с доставкой до двери или до терминалов транспортной компании в следующих городах: Москва, Санкт-Петербург, Екатеринбург, Саратов. Амурск, Ангарск, Архангельск, Астрахань, Барнаул, Белгород, Бийск, Брянск, Воронеж, Великий Новгород, Владивосток, Владикавказ, Владимир, Волгоград, Волгодонск, Вологда, Иваново, Ижевск, Йошкар-Ола, Казань, Калининград, Калуга, Кемерово, Киров, Кострома, Краснодар, Красноярск, Курск, Липецк, Магадан, Магнитогорск, Мурманск, Муром, Набережные Челны, Нальчик, Новокузнецк, Нарьян-Мар, Новороссийск, Новосибирск, Нефтекамск, Нефтеюганск, Новочеркасск, Нижнекамск, Норильск, Нижний Новгород, Обнинск, Омск, Орёл, Оренбург, Оха, Пенза, Пермь, Петрозаводск, Петропавловск-Камчатский, Псков, Ржев, Ростов, Рязань, Самара, Саранск, Смоленск, Сочи, Сыктывкар, Таганрог, Тамбов, Тверь, Тобольск, Тольятти, Томск, Тула, Тюмень, Ульяновск, Уфа, Ханты-Мансийск, Чебоксары, Челябинск, Череповец, Элиста, Ярославль и другие города, кроме того, в Республике Крым. А также Республики Казахстан, Белоруссия и другие страны СНГ.
ГОСТ 27333-87
Группа В59
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
КОНТРОЛЬ НЕРАЗРУШАЮЩИЙ
Измерение удельной электрической проводимости
цветных металлов вихретоковым методом
Nondestructive testing. Measurement of electrical conductivity
of non-ferrous metals by eddy current method
ОКСТУ 1809
МКС 19.100
77.040.20
Дата введения 1988-07-01
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
1. РАЗРАБОТЧИКИ
Н.Ф.Петраков, В.Ф.Беренсон, В.К.Юренков, В.И.Добаткин, Г.С.Макаров, Н.М.Наумов, В.Т.Князев, П.Т.Дащинский
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 23.06.87 N 2305
3. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Номер пункта |
|
Вводная часть |
|
5. ПЕРЕИЗДАНИЕ
Настоящий стандарт распространяется на полуфабрикаты и детали из цветных неферромагнитных металлов и сплавов и устанавливает вихретоковый метод измерения удельной электрической проводимости (далее - электропроводимости) в диапазоне от 0,5 до 37 МСм/м.
Стандарт не распространяется на проволоку и фольгу.
Сущность метода - по ГОСТ 18353 .
1. АППАРАТУРА
1. АППАРАТУРА
1.1. При измерении электропроводимости используют вихретоковые измерители удельной электропроводимости (далее - вихретоковые измерители) с накладным преобразователем, имеющие в качестве индикаторного устройства:
цифровое табло;
стрелочный указатель, проградуированный в единицах электропроводимости;
стрелочный указатель с равномерной шкалой, не проградуированный в единицах электропроводимости.
Частота тока возбуждения вихретокового преобразователя должна быть не менее 40 кГц.
1.1.1. Вихретоковые измерители используют совместно с комплектом государственных стандартных образцов удельной электрической проводимости (ГСО).
1.1.2. Вихретоковые измерители должны быть поверены.
1.2. Основная относительная погрешность измерения удельной электропроводимости с использованием ГСО в диапазоне от 0,5 до 3 МСм/м не должна превышать 3%, в диапазоне св. 3 до 37 МСм/м не должна превышать 2%.
1.3. Подготовка вихретоковых измерителей к работе (заземление, прогрев, отстройка от изменения зазора) должна проводиться в соответствии с эксплуатационной документацией.
2. ТРЕБОВАНИЯ К ОБЪЕКТУ КОНТРОЛЯ
2.1. Объект контроля должен иметь плоскую площадку, размеры которой и толщина в месте измерения должны соответствовать указанным в эксплуатационной документации вихретокового измерителя.
2.1.1. Допускается проведение измерений на образцах (площадках) меньших размеров или меньшей толщины, а также по криволинейной или плакированной поверхности с учетом влияния одного из указанных факторов. Необходимые поправки устанавливают, как указано в рекомендуемом приложении.
2.1.2. Для плакированных объектов контроля допускается проведение измерений на участках с удаленным плакирующим слоем.
2.2. Параметр шероховатости контролируемой поверхности должен соответствовать требованиям эксплуатационной документации. При отсутствии указаний параметр шероховатости должен быть не более 40 мкм по ГОСТ 2789 .
2.3. На объекте контроля в местах измерений не допускаются видимые поверхностные дефекты (раковины, вмятины, забоины, трещины, коррозионные поражения и др.).
2.4. Места измерений должны быть очищены от лакокрасочных покрытий, герметика, клея, пригоревшей резины, масла, грязи, других эксплуатационных отложений и производственных загрязнений.
3. ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ
3.1. Измерения проводят при внешних условиях, соответствующих требованиям эксплуатационной документации вихретокового измерителя. Условия проведения настройки и измерения должны быть одинаковыми. Температура объекта контроля и ГСО должна быть одинаковой, что достигается путем выдерживания их в одинаковых температурных условиях.
3.2. Измерение удельной электропроводимости вихретоковыми измерителями, имеющими в качестве индикаторного устройства цифровое табло или стрелочный указатель, проградуированный в единицах электропроводимости, проводят следующим образом.
Настраивают вихретоковый измеритель по двум ГСО из комплекта, имеющим значения электропроводимости, наиболее близкие к границам диапазона (поддиапазонов), или по двум ГСО, электропроводимость которых на 2-5 МСм/м превосходит или уступает ожидаемой электропроводимости объекта контроля (), добиваясь совпадения показаний вихретокового измерителя со значениями электропроводимости ГСО.
Для вихретоковых измерителей, имеющих несколько поддиапазонов измерения, настройку проводят по каждому поддиапазону.
Определяют электропроводимость объекта контроля по цифровому табло или по шкале стрелочного указателя.
3.3. Измерение удельной электропроводимости вихретоковыми измерителями, имеющими в качестве индикаторного устройства стрелочный указатель с равномерной шкалой, не проградуированный в единицах электропроводимости, проводят следующим образом.
Из комплекта ГСО выбирают два ближайших по значениям стандартных образца, имеющих меньшую () и большую () электропроводимость по сравнению с электропроводимостью объекта контроля ().
Вычисляют разницу показаний стрелочного указателя в делениях шкалы для двух выбранных стандартных образцов по формуле
где - отклонение стрелки влево от исходного положения для объекта контроля (например, от нуля или от центрального деления шкалы);
Отклонение стрелки вправо от исходного положения.
Определяют цену деления шкалы стрелочного указателя в МСм/м по формуле
где и - электропроводимость стандартных образцов, при этом меньше .
Для удобства расчетов подбирают определенное значение цены деления шкалы стрелочного указателя (например, с помощью коррекции чувствительности устанавливают цену одного деления шкалы, равной 0,1 или 0,01 МСм/м).
Электропроводимость объекта контроля рассчитывают по формулам:
3.4. Допускается измерение электропроводимости объекта контроля вихретоковыми измерителями, имеющими индикаторное устройство в виде стрелочного указателя, проградуированного в единицах электропроводимости, по пункту 3.3 (т.е. методом сравнения объекта контроля с ГСО).
3.5. Результаты измерений оформляют протоколом или заносят в формуляр изделия, где указывают:
марку сплава;
тип вихретокового измерителя;
наименование объекта контроля;
значение электропроводимости;
дату проведения измерений и фамилий операторов;
обозначение настоящего стандарта.
4. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ
4.1. При проведении измерений электропроводимости вихретоковым методом необходимо руководствоваться "Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей" и "Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей"* , утвержденными Госэнергонадзором.
_____________________
* Действуют "Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок" (ПОТ Р М-016-2001, РД 153-34.0-03.150-00) . - Примечание "КОДЕКС".
4.2. К обслуживанию вихретоковых измерителей, питание которых осуществляется от сети переменного тока напряжением 220 В, допускаются лица, прошедшие обучение и сдавшие экзамен по правилам Госэнергонадзора на II квалификационную группу. Проверка знаний операторов по безопасным приемам и методам работы проводится не реже одного раза в 12 месяцев.
4.3. Дополнительные требования безопасности и противопожарные требования устанавливаются в технической документации на контроль.
ПРИЛОЖЕНИЕ (рекомендуемое). ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОПРАВОК ПРИ ИЗМЕРЕНИИ ЭЛЕКТРОПРОВОДИМОСТИ ОБЪЕКТОВ КОНТРОЛЯ С УЧЕТОМ ВЛИЯНИЯ РАЗМЕРОВ, ФОРМЫ И ПЛАКИРУЮЩЕГО СЛОЯ
1. Определение значения поправки на краевой эффект при измерении электропроводимости
объектов контроля, имеющих маленькую площадку для измерения
1.1. Значение поправки определяют с помощью набора образцов разного диаметра. Наибольший диаметр торцовой поверхности должен в 1,5-2 раза превышать требования эксплуатационной документации вихретокового измерителя. Диаметр остальных образцов постепенно уменьшают на 1-2 мм до величины, меньшей требуемого при контроле размера на 1-2 мм. Образцы изготавливают из одного прутка (одной заготовки). Электропроводимость материала не должна отличаться от электропроводимости объекта контроля более чем на 5%. Остальные требования к образцам (толщина и параметр шероховатости) должны соответствовать эксплуатационной документации вихретокового измерителя.
Например, для контроля прутков диаметром 12 мм по торцовой поверхности вихретоковым измерителем, позволяющим проводить измерения на площадках размером 20x20 мм и толщиной 1 мм, рекомендуется набор образцов диаметром от 10 до 30 мм (10, 11, 12, 14, 16, 18, 20, 30 мм), толщиной 1,5-2,0 мм.
1.2. Для определения поправки измеряют кажущуюся электропроводимость образцов разного диаметра с торцовой поверхности. Вихретоковый преобразователь устанавливают по центру каждого образца.
1.3. По результатам измерений электропроводимости строят экспериментальный график, характеризующий влияние краевого эффекта, в координатах "Показания вихретокового измерителя (кажущаяся электропроводимость) в МСм/м - диаметр торцовой поверхности в мм" (черт.1).
Черт.1
1.4. Значение поправки в МСм/м определяют по графику как разность между значением электропроводимости образца наибольшего диаметра и кажущейся электропроводимостью образца диаметром, соответствующим диаметру контролируемого объекта.
1.5. Значение поправки определяют для каждого вихретокового измерителя.
2. Определение значения поправки на толщину при измерении электропроводимости
тонкостенных объектов контроля
2.1. Значение поправки определяют с помощью набора образцов разной толщины или с использованием "ступенчатого" образца. Наибольшая толщина должна в 1,5-2 раза превышать требования эксплуатационной документации вихретокового измерителя. Толщина остальных образцов постепенно уменьшается на 0,1-0,2 мм до величины, меньшей требуемого при контроле размера на 0,1-0,2 мм. Образцы изготавливают из одного листа (одной заготовки). Электропроводимость материала не должна отличаться от электропроводимости объекта контроля более чем на 5%. Остальные требования к образцам (размеры плоской площадки и параметр шероховатости) должны соответствовать эксплуатационной документации вихретокового измерителя.
Например, для контроля листов толщиной 0,7 мм вихретоковым измерителем, позволяющим проводить измерения на площадках размером 20x20 мм и толщиной 1 мм, рекомендуется набор образцов толщиной от 0,5 до 2 мм (0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 1,0; 1,5; 2,0 мм), размером плоской площадки 30x30 мм.
2.2. Для определения поправки измеряют кажущуюся электропроводимость образцов разной толщины.
2.3. По результатам измерений строят экспериментальный график, характеризующий влияние толщины, в координатах "Показания вихретокового измерителя (кажущаяся электропроводимость) в МСм/м - толщина образца в мм" (черт.2).
Черт.2
2.4. Значение поправки в МС/м определяют по графику как разность между значением электропроводимости образца наибольшей толщины и кажущейся электропроводимостью образца, соответствующей контролируемому объекту (см. черт.2).
2.5. Значение поправки определяют для каждого вихретокового измерителя.
2.6. Допускается определять электропроводимость тонкостенных объектов контроля (например, листов) в сборе со вспомогательной плитой или листом из того же сплава, при этом суммарная толщина объекта контроля и плиты должна быть не менее указанной в эксплуатационной документации вихретокового измерителя. Поправку в этом случае не определяют.
3. Определение значения поправки на толщину плакирующего слоя при измерении
электропроводимости плакированных объектов контроля
3.1. Значение поправки определяют с помощью набора образцов с разной толщиной плакирующего слоя.
Образцы изготавливают из одного листа с односторонней плакировкой требуемого сплава. Для получения разной толщины плакирующего слоя образцы травят. Толщину плакирующего слоя определяют металлографическим методом по действующей нормативно-технической документации.
Остальные требования к образцам (толщина, размеры плоской площадки и параметр шероховатости) должны соответствовать эксплуатационной документации вихретокового измерителя.
3.2. Для определения поправки измеряют электропроводимость каждого образца с двух сторон.
3.3. По результатам измерений электропроводимости строят экспериментальный график, характеризующий влияние толщины плакирующего слоя, в координатах "Показания вихретокового измерителя (кажущаяся электропроводимость) в МСм/м - толщина плакирующего слоя в мкм" (черт.3).
Черт.3
1 - ;
2 - .
За исходную точку (без плакировки) принимают среднее арифметическое значение электропроводимости образцов с неплакированной стороны.
3.4. Значение поправки в МСм/м определяют по графику как разность между значением электропроводимости образца без плакирующего покрытия и кажущейся электропроводимостью образца с фактической толщиной плакирующего покрытия объекта контроля (см. черт.3).
3.5. Значение поправки определяют для каждого вихретокового измерителя.
4. Определение значения поправки на кривизну поверхности при измерении
электропроводимости объектов контроля цилиндрической формы
4.1. Значения поправки определяют с помощью набора цилиндрических образцов разного диаметра, изготовленных из одной заготовки.
Максимальный диаметр образца выбирают, исходя из требований эксплуатационной документации на вихретоковый измеритель по кривизне поверхности. Диаметр остальных образцов постепенно уменьшают, например, на 10 мм до значения, меньшего требуемого диаметра на 5-10 мм. Параметр шероховатости и высота (линейный размер площадки измерения) должны соответствовать эксплуатационной документации вихретокового измерителя.
Электропроводимость материала не должна отличаться от электропроводимости объекта контроля более чем на ±5%.
4.2. Используя ГСО, измеряют электропроводимость каждого образца из набора как по плоской, так и по цилиндрической поверхности. По результатам измерений электропроводимости по плоской поверхности на образцы наносят маркировку.
Преобразователь устанавливают перпендикулярно к цилиндрической поверхности с помощью призмы (черт.4). Регистрируют отклонение стрелки индикатора вихретокового измерителя в сторону больших значений электропроводимости или показания цифрового табло.
Черт.4
1 - объект контроля; 2 - преобразователь вихретокового измерителя
При измерениях без установки в призму допускается покачивание преобразователя, при этом регистрируют максимальное отклонение стрелки индикатора или максимальные показания цифрового табло.
4.3. По результатам измерений электропроводимости образцов по цилиндрической поверхности строят экспериментальный график, характеризующий влияние кривизны поверхности, в координатах "Показания вихретокового измерителя (кажущаяся электропроводимость) в МСм/м - диаметр в мм" (черт.5).
Черт.5
4.4. Значение поправки в МСм/м определяют по графику как разность между фактической величиной электропроводимости (см. маркировку на цилиндрическом образце) и значением кажущейся электропроводимости каждого образца диаметром , определенным по графику:
4.5. Измеряют кажущуюся электропроводимость объекта контроля по цилиндрической поверхности (см. п.4.2).
4.6. Значение электропроводимости объекта контроля определяют, суммируя результаты по п.4.5 с результатами определения значения поправки (п.4.4) - для каждого вихретокового измерителя в отдельности.
Пример определения электропроводимости трубы диаметром 32 мм с толщиной стенки 2 мм из алюминиевого сплава с помощью цилиндрических образцов с электропроводимостью 18,4 МСм/м.
Строят экспериментальный график, как указано в п.4.3.
Определяют значение поправки на кривизну поверхности образца диаметром 32 мм, как указано в п.4.4. По графику значение =17,0 МСм/м.
Тогда =18,4-17,0=1,4 МСм/м.
Измеряют кажущуюся электропроводимость трубы по цилиндрической поверхности:
16,2 МСм/м.
Вычисляют электропроводимость трубы диаметром 32 мм:
16,2+1,4=17,6 МСм/м.
Текст документа сверен по:
официальное издание
Контроль неразрушающий.
Методы: Сборник стандартов. -
М.: ИПК Издательство стандартов, 2005
Измерители удельной электрической проводимости воздуха «Электропроводность-2М» (далее - измерители) предназначены для одновременных измерений удельной электрической проводимости воздуха положительной (X) или отрицательной (X-) полярности.
Описание
Конструктивно измерители выполнены в виде выносного блока (блок аспирационных измерительных конденсаторов - БАИК) и блока питания и сопряжения (БПС), соединенных сигнальным кабелем.
Внутри БАИК расположены два аспирационных измерительных конденсатора (АИК), платы электрометрических усилителей (ЭМУ), вентилятор и блок управления. На лицевую панель блока вынесен разъем для подключения сигнального кабеля. Управление режимом работы измерителей и снятие показаний осуществляется с помощью компьютера со специальным программным обеспечением.
В состав БПС входят промышленно изготавливаемый импульсный преобразователь напряжения ~220/+24 В, 45 Вт, плата формирования рабочего напряжения АИК, модуль ЦАП NL-4AO для управления этой платой и встроенный генератор контрольного напряжения. На лицевой панели расположен тумблер «Сеть» для подключения БПС к сети и светодиод, сигнализирующий о подключении БПС к сети. На заднюю панель БПС вынесены разъемы для подключения кабеля сетевого питания, подключения к ПК, подключения сигнального кабеля к БАИК, подключения коаксиального кабеля от внешнего контрольного устройства, тумблеры для перевода измерителей в режим контроля, переключения между встроенным и внешним источниками контрольного напряжения, а также клемма защитного заземления.
В качестве встроенного источника контрольного напряжения используется встроенный генератор контрольного напряжения, который предназначен для формирования изменяющегося по линейному закону напряжения для контроля работоспособности измерителей.
Принцип действия измерителей основан на протекании тока через измерительный электрод АИК под действием приложенного напряжения на другой электрод при продувании через него исследуемого воздуха и преобразовании этого тока в выходное напряжение с его последующим измерением. Значение выходного напряжения пропорционально измеряемой удельной электрической проводимости соответствующей полярности.
Измерители работают под управлением персонального компьютера (ПК), связь с ПК осуществляется по линии цифровой связи стандарта EIA RS-485 в формате «запрос-ответ».
Внешний вид измерителей с указанием места нанесения знака утверждения типа и пломбирования (наклеек) приведены на рисунке 1.
1, 2, 3, 4 - места размещения наклеек Рисунок 1 - Общий вид измерителя «Электропроводность-2М» и места размещения наклеек
Программное обеспечение
Программное обеспечение (ПО) предназначено для установки на персональный компьютер (ПК), управляющий измерителями.
ПО представляет собой программный пакет, состоящий из основного исполняемого модуля Conduct_2M_Logger и дополнительных программных библиотек. ПО устанавливается на ПК под управлением операционной системы Windows XP или под управлением операционных систем более высоких версий.
Идентификационные данные ПО приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Идентификационные данные ПО
Уровень защиты ПО от преднамеренного и непреднамеренного вмешательства соответствует уровню «низкий» по Р 50.2.077-2014.
Таблица 2 - Метрологические и технические характеристики измерителей
|
Наименование характеристики |
Значения характеристики |
|
Диапазон измерений полярной (положительной или отрицательной) удельной электрической проводимости воздуха, фСмм-1 | |
|
Пределы допускаемой приведенной* погрешности измерений удельной электрической проводимости воздуха, % | |
|
Напряжение между электродами аспирационного измерительного конденсатора (АИК), В Измерительный канал X+ Измерительный канал X- |
плюс 60±0,1 минус 60±0,1 |
|
Скорость потока воздуха во входной трубе АИК, мс-1, не менее | |
|
Время установления рабочего режима при включении измерителя, мин, не более | |
|
Скорость линейного изменения напряжения встроенного генератора, В/с | |
|
Длительность полупериода нарастания или спада линейно изменяющегося напряжения встроенного генератора, с, не менее | |
|
Напряжение питания от сети переменного тока частотой (50±1) Гц, В | |
|
Потребляемая мощность, В А, не более | |
|
Габаритные размеры (длина х ширина х высота), мм, не более |
500 х 400 х 300 300 х 220 х 80 |
|
Масса, кг, не более | |
|
Рабочие условия эксплуатации: Блок БПС температура окружающего воздуха, °С Блок БАИК температура окружающего воздуха, °С Относительная влажность воздуха, % Атмосферное давление, кПа |
от 15 до 25 от минус 50 до плюс 50 до 98 от 84 до 106,7 |
|
* Погрешность нормирована к верхнему пределу диапазона измерений |
|
Знак утверждения типа
наносится на боковую стенку измерителя в виде наклейки и на титульный лист руководства по эксплуатации и паспорта измерителя типографским способом.
Комплектность
Комплект поставки измерителей приведен в таблице 3.
|
Наименование |
Обозначение |
Количество, |
Примечание |
|
1 Измеритель удельной электрической проводимости воздуха «Электропроводность-2М» в составе: | |||
|
1.1 Выносной блок | |||
|
1.2 Блок питания и сопряжения | |||
|
1.3 Шнур сетевого питания | |||
|
1.4 Сигнальный кабель | |||
|
2 Руководство по эксплуатации |
ИРШЯ.416312.001 РЭ | ||
|
3 Методика поверки | |||
|
4 Паспорт |
ИРШЯ.416312.001 ПС | ||
|
5 Оптический диск с программным обеспечением | |||
|
6 ЗИП: предохранитель | |||
|
7 Персональный компьютер (ноутбук) |
Минимальные системные требования: процессор Intel Pentium 4 CPU 2,4 GHz, ОЗУ 1,0 ГБ, HDD 250 ГБ, видеокарта ATI Radeon 9550, ОС Windows XP, Vista или Win7. |
||
|
8 Преобразователь интерфейсов RS485/USB | |||
|
9 Кабель интерфейсный COM DB9F-DB9M | |||
|
10 Полка с кожухом для установки выносного блока | |||
|
** - отмеченные позиции поставляются по дополнительному требованию заказчика и могут быть заменены на аналогичные. |
|||
Поверка
осуществляется по документу 651-15-42 МП «Инструкция. Измерители удельной электрической проводимости воздуха «Электропроводность-2М». Методика поверки», утвержденному первым заместителем генерального Директора - заместителем по научной работе ФГУП «ВНИИФТРИ» 10 декабря 2015 г.
Перечень эталонов, применяемых при поверке:
Измеритель эталонный удельной электрической проводимости воздуха «Электропроводность-2Э», диапазон измерений полярной (положительной или отрицательной) удельной электрической проводимости воздуха от 5 до 40 фСм-м-1;
Измеритель комбинированный Testo 425 (Госреестр № 17273-11);
Вольтметр универсальный цифровой В7-34А (Госреестр № 7982-80);
Секундомер электронный Интеграл С-01 (Госреестр № 44154-10).
Знак поверки наносится на свидетельство о поверке в виде наклейки или оттиска поверительного клейма.
Сведения о методах измерений
Измерители удельной электрической проводимости воздуха «Электропроводность-2М». Руководство по эксплуатации. ИРШЯ.416312.001 РЭ.
Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к измерителям удельной электрической проводимости воздуха «Электропроводность-2М»
Измерители удельной электрической проводимости воздуха «Электропроводность-2М». Технические условия. ИРШЯ.416312.001 ТУ.