Способ диагностики загрязненности технологических сред ферропримесями основан на физическом методе анализа (магнитометрии) с использованием процессов магнитного характера [1, 2, 3]. Ферропримеси, внесенные в технологическую среду в процессе ее эксплуатации или переработки (смазочно-охлаждающие жидкости, продукты помола, моторное масло и т.д.), под действием энергии постоянного по знаку электромагнитного поля в рабочем объеме диагностического прибора [4, 5, 6, 7], создают магнитоожиженный слой [8]. Сцепляющее усилие между коаксиальными цилиндрическими поверхностями, ограничивающими рабочий объем прибора, создается посредством феррочастиц (ферропримесей), которые организуются в структурные построения (цепочки) по направлению силовых линий электромагнитного поля. Величина сцепляющего усилия вычисляется с использованием физико-математической модели дипольного взаимодействия ферротел (в данном случае ферропримесей) в магнитном поле [9, 10, 11, 12]. Ее значение является определяющей при количественном анализе ферропримесей в анализируемых пробах технологических сред [13].
Прибор для оценки степени загрязненности технологических сред ферропримесями [5] предназначен для проведения экспресс анализа. В этой связи при проектировании к разрабатываемому прибору были предъявлены требования быстродействия, характеризуемого минимальным временем между началом подачи сигнала и достижением установившегося режима работы. В результате теоретических и экспериментальных исследований установлено, что быстродействие прибора зависит от следующих факторов: скорости протекания электромагнитных процессов (скорость определена временем, в течение которого электрический ток и магнитный поток в устройстве достигает установившихся значений); конечной величины передаваемого момента наружной цилиндрической поверхности прибора; величины момента инерции; количества механических и ферромагнитных примесей в анализируемых средах.
Скорость протекания электромагнитных и механических процессов, инерционность цепи управления и частей магнитопровода в приборе характеризуются электромагнитной постоянной времени T, которая определена по стандартной формуле
(здесь Ly, Ry – соответственно, индуктивность и активное сопротивление цепи обмотки. Учитывая, что
и 
,
выражение для электромагнитной постоянной времени имеет вид:
(здесь Wy, r, lср, Sk – соответственно, число витков, удельное сопротивление, длина среднего витка и площадь меди обмотки диагностического прибора; Ф – магнитный поток, создаваемый обмоткой; Iy – ток, протекающий по обмотке). Величину электромагнитной постоянной времени определяют магнитная проницаемость материала магнитопровода диагностического прибора и его геометрические размеры. С увеличением всех размеров магнитопровода увеличивается значение электромагнитной постоянной времени. В результате теоретических и экспериментальных исследований выявлено, что для уменьшения времени переходных процессов целесообразно применять следующие мероприятия: форсированное включение питания обмотки, например, с использованием нелинейного сопротивления; уменьшение числа витков в обмотке за счет применения высококачественных магнитных материалов для изготовления магнитопровода; форсирование процесса отключения за счет применения специальных размагничивающих обмоток. Уменьшение демпфирующего действия вихревых токов, имеющих место в магнитопроводе прибора в переходных режимах работы, достигнуто путем применения специальных кремнистых сталей для изготовления магнитопровода.
За счет уменьшения электромагнитной постоянной времени и уменьшения времени переходного процесса при включении устройства, сокращено время проведения экспресс анализа загрязненности технологических сред ферропримесями.
Библиографическая ссылка
Беззубцева М.М., Волков В.С., Губарев В.Н. СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ЗАГРЯЗНЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СРЕД ФЕРРОПРИМЕСЯМИ // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2014. – № 1. – С. 60-61;URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=4558 (дата обращения: 24.11.2024).