[skn 0]

Надо сделать бесконтактный измеритель электропроводности графита. В связи с тем, что был уже опыт выбрал метод вихревых токов. Датчик нужен проходной. Схема измерения: на резонансный контур, состоящий из катушки датчика и конденсатора, через резистор, подаю сигнал с генератора. Выход снимаю с контура. Ожидаю, что при внесении внутрь катушки образца, изменится резонансная частота. Перепробовал кучу вариантов. С разными резонансными частотами, катушками. Реакции на графит нет никакой. Пока думаю, что необходимо поднимать добротность катушки. Может кто занимался подобными вещами и чего подскажет или какую книжку посоветуете с теорией

[DS 0]

Посмотрите формулу для колебательного контура с потерями - при потерях, которые можно считать небольшими, резонансная частота меняется очень слабо. Определяйте потери по активному сопротивлению контура, измеряя ток и напряжение.

[okorok 0]

Надо сделать бесконтактный измеритель электропроводности графита. В связи с тем, что был уже опыт выбрал метод вихревых токов. Датчик нужен проходной. Схема измерения: на резонансный контур, состоящий из катушки датчика и конденсатора, через резистор, подаю сигнал с генератора. Выход снимаю с контура. Ожидаю, что при внесении внутрь катушки образца, изменится резонансная частота. Перепробовал кучу вариантов. С разными резонансными частотами, катушками. Реакции на графит нет никакой. Пока думаю, что необходимо поднимать добротность катушки. Может кто занимался подобными вещами и чего подскажет или какую книжку посоветуете с теорией

Оптимальная частота для алюминия (электропроводность 25-35 МС/м) где-то 10-50 кГц. Для других материалов частоту нужно менять обратно пропорционально измеряемой электропроводности.

 

Резонансным методом измеритель электропроводности графита может не получиться, т.к. резонансная частота будет меняться и от электропроводности, и от диэлектрических свойств.

Более точный (и более дорогой) метод - синхронная демодуляция.

[Georgy 0]

А почему не годится гальванический метод?

Можно попробовать катушку контура использовать как излучатель, по другую сторону графита катушка-приёмник, если тестером непосредственно со второй катушки недостаточный сигнал - усилитель ставьте. Проводимость графита должна уменьшить сигнал на вторичной катушке пропорционально своей величине, частотами поиграйтесь, но ожидать суперэффекта не следует, т.к. графит не обладает реактивностями, это активное сопротивление главным образом.

[okorok 0]

А почему не годится гальванический метод?

Можно попробовать катушку контура использовать как излучатель, по другую сторону графита катушка-приёмник, если тестером непосредственно со второй катушки недостаточный сигнал - усилитель ставьте. Проводимость графита должна уменьшить сигнал на вторичной катушке пропорционально своей величине, частотами поиграйтесь, но ожидать суперэффекта не следует, т.к. графит не обладает реактивностями, это активное сопротивление главным образом.

:tort:

Хороший и простой метод - если устраивает, что сигнал будет зависеть еще и от толщины графитовой плиты.

Соотношение между проводимостью и ослаблением амплитуды принятого сигнала может быть нелинейным (если речь не идет о безгранично большой графитовой плите). Калибровать надо будет, но это уже придирки.

Изменено 3 сентября, 2007 пользователем Okorok

[skn 0]

Более точный (и более дорогой) метод - синхронная демодуляция.

 

Простите за невежество, можно поподробнее про синхронную демодуляцию, в контексте вихревых токов.

[Herz 4]

А почему не годится гальванический метод?

Можно попробовать катушку контура использовать как излучатель, по другую сторону графита катушка-приёмник, если тестером непосредственно со второй катушки недостаточный сигнал - усилитель ставьте. Проводимость графита должна уменьшить сигнал на вторичной катушке пропорционально своей величине, частотами поиграйтесь, но ожидать суперэффекта не следует, т.к. графит не обладает реактивностями, это активное сопротивление главным образом.

Простите, что имеется в виду? Что другие проводникм изначально обладают реактивным удельным сопротивлением? И чем графит от них отличается?

Автору я бы тоже посоветовал нацелиться не на резонансные явления, а варьировать частоты.

[okorok 0]

Простите за невежество, можно поподробнее про синхронную демодуляцию, в контексте вихревых токов.

Толковой доступной литературы "в тему" не нашел.

Попробую объяснить на основе этого.

 

По этой ссылке описаны основные понятия т.н. синхронного детектирования (или синхронной демодуляции), применяемой в т.н. синхронном усилителе.

Свойство этой схемы в следующем:

Предполагается фиксированная частота сигналов.

Если на вход попадает сигнал, частота которого совпадает с частотой генератора опорного сигнала, то с помощью синхронного усилителя можно не только измерить амплитуду входного сигнала (по сравнению к опорному), но и измерить разницу в фазе.

Амплитуда вместе с фазой дают больше полезной информации, чем только амплитуда или, например, изменение резонансной частоты.

[Georgy 0]

Что другие проводникм изначально обладают реактивным удельным сопротивлением?

Иногда да. Латунь в такой ситуации (переменное магнитное и электрическое поле) будет вести себя не так, как железо, они влияют на поле первый как диамагнетик, второй как ферромагнетик. Это имелось в виду.

Графит в такие разборки не включён, тем и отличается.

Несмотря на то, что все эти материалы - проводники.

[gte 6]

Толковой доступной литературы "в тему" не нашел.

Попробую объяснить на основе этого.

 

Ну тогда уж отошлите к металлоискателям, по ним многое разжевано популярно.

Кратко. Есть катушка -индуктор, есть измерительные катушки (катушка). В случае двух их включают дифференциально. Далее можно на lock-in.

Но на измерения влияют многие другие параметры, кроме проводимости. Да и прибор будет не совсем простой.

[Omen_13 0]

Что-то новое.... графит влияет конечно на резонансную частоту, только это влияние практически микроскопическое. Помимо электропроводности будет влиять коэф. магнитной связи между индуктором и образцом.

Как вариант пытаться измерять добротность контура (ток индуктора делим на ток от генератора) на резонансной частоте и на основе этой информации вычислять проводимость.

 

Оптимальная частота для алюминия (электропроводность 25-35 МС/м) где-то 10-50 кГц. Для других материалов частоту нужно менять обратно пропорционально измеряемой электропроводности.

Глупость. Рабочий диапазон частот помимо электропроводности определяется диаметром заготовки (диаметром индуктора) и технологией - для поверхностной закалке частота выбирается высокой, для плавки металла низкой (совсем низкую тоже нельзя - материал может стать "прозрачным").

[okorok 0]

Глупость. Рабочий диапазон частот помимо электропроводности определяется диаметром заготовки (диаметром индуктора) и технологией - для поверхностной закалке частота выбирается высокой, для плавки металла низкой (совсем низкую тоже нельзя - материал может стать "прозрачным").

:)

Речь идет об измерении электропроводности (не плавке и не закалке).

Верно: Диаметр преобразователя, его компоновка, размер образца (толщина или диаметр), конечно,

на "оптимальную частоту" будут влиять.

Без этого называть частоты было не совсем корректно, но далеко не глупость.

 

Как вариант пытаться измерять добротность контура (ток индуктора делим на ток от генератора) на резонансной частоте и на основе этой информации вычислять проводимость.

Проще: напряжение в детекторной катушке делим на ток в генераторной катушке, как уже предлагал Georgy. И необязательно на резонансной частоте.

[Herz 4]

Иногда да. Латунь в такой ситуации (переменное магнитное и электрическое поле) будет вести себя не так, как железо, они влияют на поле первый как диамагнетик, второй как ферромагнетик. Это имелось в виду.

Графит в такие разборки не включён, тем и отличается.

Несмотря на то, что все эти материалы - проводники.

Нет, что-то не понял. Какое отношение пара- и диамагнетические свойства имеют к электропроводности? И что Вы имели в виду под гальваническим методом?

[okorok 0]

Нет, что-то не понял. Какое отношение пара- и диамагнетические свойства имеют к электропроводности? И что Вы имели в виду под гальваническим методом?

1) Как называть этот метод правильно - в данном случае неважно, название можно и придумать. Предложенный способ измерения простой и работает - этого достаточно.

 

2) Georgy упоминал не "пара- и диамагнетические свойства", а различия в поведении диа- и ферромагнетиков в переменном поле.

Под диамагнетиками при этом можно обобщить все материалы, магнитная проницаемость которых крайне незначительно отличается от маг.проницаемости воздуха. Назовем их неферромагнитными метариалами.

 

Если поставлена задача измерить электропроводность вихретоковым методом (назовем его так), разница есть: сигнал ведь зависит и от электропроводности, и от маг.проницаемости. Поэтому на ферромагнетиках точно измерить электропроводность вихретоковым методом "во много раз труднее".

 

В данном же случае задача ограничена неферромагнитным материалом, причем лишь относительно небольшим диапазоном измеряемых электропроводностей.

[Herz 4]

1) Как называть этот метод правильно - в данном случае неважно, название можно и придумать. Предложенный способ измерения простой и работает - этого достаточно.

 

2) Georgy упоминал не "пара- и диамагнетические свойства", а различия в поведении диа- и ферромагнетиков в переменном поле.

Под диамагнетиками при этом можно обобщить все материалы, магнитная проницаемость которых крайне незначительно отличается от маг.проницаемости воздуха. Назовем их неферромагнитными метариалами.

 

Если поставлена задача измерить электропроводность вихретоковым методом (назовем его так), разница есть: сигнал ведь зависит и от электропроводности, и от маг.проницаемости. Поэтому на ферромагнетиках точно измерить электропроводность вихретоковым методом "во много раз труднее".

 

В данном же случае задача ограничена неферромагнитным материалом, причем лишь относительно небольшим диапазоном измеряемых электропроводностей.

Что ж, интересная трактовка. :)