Магнитометрический метод может успешно применяться для обнаружения, картирования и диагностирования технического состояния стальных трубопроводов. Основой являются магнитометрические измерения деформаций магнитного поля Земли, напряженность которого в северном полушарии меняется от 33000 до 66000 нТл. Работы по магнитометрическим измерениям над стальными трубами, как правило, проводятся на участках, несравнимо малых по отношению к размерам Земли. Магнитное поле условного диполя таких участков считается постоянным. Его называют нормальным магнитным полем.
Стальные трубы, как изучаемые объекты, намагнитившись магнитным полем, создают вокруг себя и на поверхности земли аномальные поля, которые, складываясь с нормальным полем, деформируют его и создают общее суммарное магнитное поле. Измеряя специальными приборами - магнитометрами на поверхности земли отдельные элементы суммарного магнитного поля, а затем вычитая из них значения нормального поля, можно в чистом виде получить аномальное поле, связанное с целевым объектом. Анализируя это поле, можно сделать заключение о месте расположения, глубине залегания и магнитных характеристиках трубы.
Характерной особенностью электродинамических приборов является возможность их исполнения с высоким классом точности. Так, в настоящее время выпускаются электродинамические амперметры, миллиамперметры, вольтметры и однофазные ваттметры класса точности 0,05; фазометры – класса 0,1; частотомеры и различного типа ваттметры класса – 0,5. Как правило, точность сохраняется при переходе с постоянного тока на переменный, что позволяет выполнять градуировку на постоянном токе.
Высокая точность электродинамических приборов объясняется тем, что электродинамические ИМ не содержат ферромагнитных или других нелинейных элементов, наличие которых вызывает трудно компенсируемые погрешности. Погрешности, вносимые магнитным экраном (для экранированных приборов), можно свести до ничтожно малых величин правильным проектированием экрана. Показания электродинамических приборов отличаются также высокой стабильностью во времени. Высокая точность этой группы приборов позволяет использовать их в качестве образцовых при градуировке и проверке приборов других систем на переменном токе. Частотный диапазон применения электродинамических приборов достигает (в расширенной области частот) для амперметров 10 кГц, для вольтметров и ваттметров – 5 кГц. Ваттметры имеют практически равномерную шкалу, амперметры и вольтметры – равномерную шкалу, начиная приблизительно с 15 – 20% ее номинального значения.
По чувствительности электродинамические приборы уступают магнитоэлектрическим. Однако применение растяжек и светового указателя позволило улучшить этот параметр. Так, имеются миллиамперметры с током полного отклонения iн = 1 мА (чаще всего iн для этих приборов составляет 3 – 5 мА, а для приборов с установкой подвижной части на кернах iн = 25 – 30 мА).
Ваттметровый метод основан на измерении ваттметром полной мощности, затрачиваемой в цепи катушки с магнитным образцом. Потери на перемагничивание в образце подсчитывают как разность между показаниями ваттметра и потерями в измерительных приборах на намагничивающей обмотке.
В качестве намагничивающего устройства в этом методе наиболее часто применяют прибор Эпштейна, представляющий собой квадратную раму из четырёх пустотелых катушек с обмотками. Внутрь катушек помещают пакеты, набранные из полос испытуемого материала. Листы пакетов замыкаются между собой, образуя замкнутую магнитную цепь.
Ваттметровый метод стандартизован для испытания электротехнических сталей.
Потери на перемагничивание измеряют при соответствующих частоте и индукции. Частоту определяют частотомером, о значении индукции судят косвенно, по показаниям вольтметра, с помощью которого измеряют действующее значение напряжения на обмотках прибора Эпштейна.
Заключение
К измеряемым характеристикам магнитного поля относятся: вектор магнитной индукции В, напряженность поля Е, поток вектора индукции (магнитный поток) Ф, градиент магнитного поля и другие. Магнитное состояние вещества определяется: намагниченностью J; магнитной восприимчивостью c, магнитной проницаемостью М, магнитной структурой.
Магнитными материалами называют материалы, основным свойством которых является способность намагничиваться под влиянием внешнего магнитного поля. Некоторые из них сохраняют свою намагниченность и после прекращения воздействия магнитного поля.
Измерительные преобразователи, входной величиной которых является магнитная величина, называют магнитоизмерительными и в соответствии с видом выходной величины делят на три основные группы: магнитоэлектрические преобразователи (выходная величина электрическая), магнитомеханические (выходная величина механическая) и магнитооптические (выходная величина оптическая).
Дальнейшее повышение уровня автоматизации средств магнитных измерений связано с созданием магнито-измерительных вычислительных устройств, ориентированных на решение широкого класса прикладных научно-технических задач. Расширение функциональных возможностей таких устройств в значительной степени определяется развитием и совершенствованием средств вторичной обработки измерительной информации.
Это связано с созданием эталонов магнитных единиц и образцовыхмагнито-измерительных средств, используемых для градуировки и рабочих приборов. Дальнейшее совершенствование рабочих приборовсвязано с совершенствованием эталонов и образцовых средств измерений.
Список литературы
Чечерников В.И. Магнитные измерения / В.И. Чечерников – Москва. 1969. – 382 с.
Основы метрологии и электрические измерения: Учебник для вузов/Б. Я. Авдеев, Е. М. Антонюк, Е. М. Душин и др.; Под ред. Е. М. Душина.— 6-е изд., перераб. и доп.— Л: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1987. — 480 с.