Приборы магнитометрические для определения концентрации напряжений ИКН

Назначение

Приборы магнитометрические для определения концентрации напряжений «ИКН» (далее по тексту - приборы) предназначены для измерений напряженности магнитного поля при диагностике напряженно-деформированного состояния оборудования и конструкций, а также для определения зон концентрации напряжений по интенсивности изменения распределения магнитного поля с использованием метода магнитной памяти металла.

Описание

Принцип действия приборов основан на измерении изменения характеристики магнитного состояния феррозондового преобразователя при воздействии на него внешнего магнитного поля. По величине и характеру изменения нормальной составляющей вектора напряженности магнитного поля рассеяния (Нр), измеряемого прибором над поверхностью контролируемых объектов, с помощью программного обеспечения оцениваются напряженно-деформированное состояние оборудования, структурные изменения металла, и выявляются поверхностные и подповерхностные дефекты. Связь между распределением поля Нр, зонами концентрации напряжений и конкретными дефектами устанавливается методологически.

Приборы магнитометрические для определения концентрации напряжений «ИКН» представляют собой портативные измерительные приборы, включающие: измеритель концентрации напряжений ИКН и измерительный датчик. Измеритель концентрации напряжений ИКН и измерительный датчик соединяются между собой при помощи гибкого многожильного электрического кабеля, по которому производится управление и обмен информацией между устройствами. Измеритель концентрации напряжений ИКН включает в себя интерфейсный модуль для связи с датчиком и передачи данных на компьютер, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) для хранения и обработки данных, энергонезависимое постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) для хранения данных, управляющей программы и констант, клавиатуру и экран для управления режимами работы измерителя, отображения информации в режиме сканирования и просмотра, центральный процессор, обрабатывающий данные и управляющий режимами работы датчика, ОЗУ, ПЗУ, экрана и клавиатуры, а также формирующий интерфейсы RS-232, RS-485 и USB .

Датчик включает в себя схему возбуждения и обработки сигнала (СВОС), предназначенную для формирования сигналов возбуждения для феррозондов, обработки поступающих от датчиков сигналов, усреднения и нормировки результатов, передачи данных в центральный микропроцессор. При работе СВОС датчика формирует на феррозондовом преобразователе синусоидальный ток возбуждения. При перемещении датчика вдоль исследуемого объекта на его выходе формируется сигнал, пропорциональный внешнему магнитному полю, который усиливается и поступает на измерительный вход СВОС, где измеряется и нормируется. При поступлении импульса от датчика пройденного расстояния СВОС передает текущие значения напряженности магнитного поля центральному процессору для записи в ОЗУ и вывода на экран. Масштаб выводимых на

экран данных изменяется автоматически в зависимости от величины внешнего магнитного поля.

Приборы имеют несколько модификаций, отличающихся друг от друга количеством измерительных каналов и габаритными размерами.

Модификации приборов приведены в таблице 1.

Таблица 1

Общий вид модификаций приборов представлен на рисунке 1. Модификация прибора ИКН-М-2ФП показана вместе с измерительным датчиком.

Маркировка приборов осуществляется следующим образом: на лицевой панели измерителя концентрации напряжений ИКН наносится модификация прибора, на задней панели - модификация прибора и заводской номер, на измерительном датчике - заводской номер.

ИКН-М-2ФП

ИКН-1М-4

ИКН-2М-8

Лицевая сторона

Задняя сторона

ИКН-3М-12

* - место нанесения маркировки

ИКН-4М-16

ИКН-5М-32

ИКН-6М-8

Измерительный датчик

Рисунок 1 - Общий вид модификаций приборов.

* - место нанесения маркировки

Для ограничения доступа внутрь основных частей производится пломбирование корпусов измерителя концентрации напряжений ИКН и измерительного датчика. Пломбирование производится на месте стыка частей корпусов с помощью клейкого стикера с надписью «EnergoDiagnostika».

Схема пломбирования от несанкционированного доступа (на примере модификации ИКН-3М-12) представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 - Схема пломбирования от несанкционированного доступа измерителя концентрации напряжений ИКН (на примере ИКН-3М-12) и измерительного датчика.

** - место установки пломбы

**

Программное обеспечение

Программное обеспечение (далее по тексту - ПО), входящее в состав приборов, выполняет функции отображения на экране прибора информации в удобном для оператора виде, а также задания условий измерения.

Программное обеспечение разделено на две части. Метрологически значимая часть прошита в памяти микропроцессора и защищена контрольной суммой, её изменение возможно только с использованием специального программного обеспечения в сервис-центре разработчика прибора. При включении прибора на экран выводится номер версии программного обеспечения, и проводится проверка целостности всех его частей методом перерасчёта контрольных сумм и сравнения их с прошитыми значениями.

Идентификационные данные (признаки) метрологически значимой части программного обеспечения указаны в таблице 2.

Таблица 2

Защита ПО и данных от непреднамеренных и преднамеренных изменений.

Встроенное программное обеспечение размещается в энергонезависимой памяти микропроцессора измерителя, запись которого осуществляется в процессе производства. Доступ к программному обеспечению исключён конструкцией аппаратной части (установка интегральных схем пайкой, отсутствие внешних интерфейсов обновления программного обеспечения, программная защита, пломбирование корпуса). Обновление программного обеспечения прибора возможно в сервис-центре разработчика прибора с использованием специальной программы Dscope.exe с проверкой контрольной суммы.

Основные сведения об аппаратной части приборов приведены в таблице 3. Таблица 3

Обмен данными между датчиком и измерителем осуществляется по порту RS-485. Искажение данных при передаче через интерфейс связи исключается параметрами протокола:

- для обмена измерителя с датчиком используется пакетная передача данных с многоуровневой защитой целостности;

- плохие данные отбрасываются;

- целостность данных в отдельных пакетах проверяется с помощью CRC.

В случае сбоев программа выдаёт соответствующие сообщения.

Защита программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «В» по МИ 3286-2010.

Технические характеристики

Метрологические и технические характеристики приборов приведены в таблице 4.

Таблица 4

Электропитание приборов осуществляется в зависимости от модификации от встроенных аккумуляторов, заряд которых обеспечивается с помощью зарядного кабеля, входящего в комплект поставки, или от сменных аккумуляторов, потребляемая мощность в зависимости от модификации составляет 0,8 - 5,0 Вт.

Сведения об электропитании приборов приведены в таблице 5.

Таблица 5

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится на титульный лист Руководства по эксплуатации методом штемпелевания и в виде наклейки на корпус приборов.

Комплектность

Состав приборов1) представлен в таблице 6.

Таблица 6

Поверка

осуществляется по документу: «Приборы магнитометрические для определения концентрации напряжений «ИКН». Методика поверки» (приложение «2» к Руководству по эксплуатации ИКН.000.000.000 РЭ), утвержденному ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИОФИ» 15.03. 2011 г.

Основные средства поверки:

1. Мера магнитной индукции УКМ-1 (Госреестр РФ № 28808-05).

Основные метрологические характеристики:

- постоянная меры по магнитной индукции: 27,6±0,5 мТл/А;

- рабочее пространство в виде цилиндра: диаметр - 12 мм, длина 20 мм;

- неоднородность магнитной индукции в рабочем пространстве: не более ± 0,3 %;

- диапазон воспроизведения значений магнитной индукции: 0,012:2,5 мТл;

- предел допускаемой относительной погрешности воспроизведения магнитной индукции: ± 1,5%.

2. Измеритель параметров метеоклимата «Метеоскоп» (Госреестр РФ № 32014-06).

Основные метрологические характеристики:

- диапазон измеряемой температуры воздуха: от минус 10 до плюс 50 °С;

- пределы допускаемого значения основной абсолютной погрешности измерений температуры: ±0,2 °С;

- диапазон измеряемой влажности: от 3 до 98 %;

- предел допускаемого значения основной абсолютной погрешности измерений относительной влажности, ±3%;

- диапазон измеряемого давления воздуха: от 80 до 110 кПа;

- пределы допускаемого значения основной абсолютной погрешности измерений давления: ±0,13 кПа.

Сведения о методах измерений

«Приборы магнитометрические для определения концентрации напряжений «ИКН». Руководство по эксплуатации ИКН.000.000.000 РЭ», раздел 2.

Нормативные документы

1 ГОСТ 22261-94. «Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия».

2 ГОСТ Р ИСО 24497-1-2009. «Контроль неразрушающий. Метод магнитной памяти металла. Часть 1. Термины и определения».

3 ГОСТ Р ИСО 24497-2-2009. «Контроль неразрушающий. Метод магнитной памяти металла. Часть 2. Общие требования».

Рекомендации к применению

Осуществление производственного контроля за соблюдением установленных законодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта.