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在线磁粉探伤机磁化电流校准装置研制

刘寒遥 胡浩 刘卫 黄贺

刘寒遥,胡浩,刘卫,等. 在线磁粉探伤机磁化电流校准装置研制[J]. 计量科学与技术,2023, 67(3): 50-55 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0069
引用本文: 刘寒遥,胡浩,刘卫,等. 在线磁粉探伤机磁化电流校准装置研制[J]. 计量科学与技术,2023, 67(3): 50-55 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0069
LIU Hanyao, HU Hao, LIU Wei, HUANG He. Development of Magnetizing Current Calibration Device for On-Line[J]. Metrology Science and Technology, 2023, 67(3): 50-55. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0069
Citation: LIU Hanyao, HU Hao, LIU Wei, HUANG He. Development of Magnetizing Current Calibration Device for On-Line[J]. Metrology Science and Technology, 2023, 67(3): 50-55. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0069

在线磁粉探伤机磁化电流校准装置研制

doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0069
基金项目: 湖南省市场监督管理局科技计划项目(2021KJJH63)。
详细信息
    作者简介:

    刘寒遥(1983-),湖南省计量检测研究院高级工程师,研究方向:无线电、时间频率、无损探伤计量技术与检测,邮箱:346195362@qq.com

    通讯作者:

    胡浩(1972-),湖南省计量检测研究院工程师,研究方向:无线电、时间频率、无损探伤计量技术与检测,邮箱:478736446@qq.com

  • 中图分类号: TB972

Development of Magnetizing Current Calibration Device for On-Line

  • 摘要: 磁粉探伤机广泛应用于制造加工业的产品检测中,是一种必不可少的无损检测设备,一般具有周向磁化电流和纵向磁化电流两组电流回路。磁化电流的精度是磁粉探伤机进行计量校准时重要的计量指标,是保证磁粉检测质量的主要参数,其准确度等级一般为5级或10级。通过分析磁粉探伤机磁化电流校准时存在的问题和现场校准需求,结合国内外大电流测量技术现状,提出一种基于分流器和霍尔传感器采样的在线磁粉探伤机磁化电流校准装置。通过优化分流器设计和采取合适的霍尔传感器,实现在线磁粉探伤机交直流周向磁化电流和纵向磁化电流校准。同时,可通过集成化设计实现磁化电流工作时间测量功能和基本误差、频率、波形等参数分析功能。最后,对研制的校准装置样机进行交直流周向磁化电流和纵向磁化电流校准试验验证,结果表明磁化电流准确度可达0.5级,完全满足校准规范要求,且其结构精简、校准便捷,有利于实现现场在线校准,可为磁粉探伤机无损探伤质量提升提供更多技术保障。
  • 图  1  工作原理框图

    Figure  1.  Working principle block diagram

    图  2  分流器测量周向磁化电流图

    Figure  2.  Measurement of circumferential magnetizing current via shunt

    图  3  分流器设计图

    Figure  3.  Design of the shunt

    图  4  霍尔传感器测量轴向磁化电流图

    Figure  4.  Measurement of axial magnetizing current via Hall sensor

    图  5  霍尔传感器设计图

    Figure  5.  Design of the Hall sensor

    图  6  磁化电流校准装置主机

    Figure  6.  Host of the magnetizing current calibration device

    图  7  操作界面流程图

    Figure  7.  Operation interface flow chart

    图  8  周向磁化电流测试图

    Figure  8.  Test of the circumferential magnetizing current

    图  9  纵向磁化电流测试图

    Figure  9.  Test of the longitudinal magnetizing current

    图  10  磁化电流校准装置校准示意图

    Figure  10.  Calibration diagram of the magnetizing current calibration device

    图  11  磁化电流校准装置校准试验连接图

    Figure  11.  Connection diagram for the calibration test of the magnetizing current calibration device

    表  1  磁粉探伤机磁化电流测试数据记录表

    Table  1.   Test data record of the magnetizing current in the magnetic particle flaw detector

    设置电
    流(A)
    探伤机周向磁
    化电流示值(A)
    校准装置周向磁
    化电流示值(A)
    误差(%)
    123123
    100010009911001907.4907.6908.19.9
    15001500149214951378.21376.61375.88.6
    20002001199319871847.21847.61850.17.9
    25002486250524972324.22328.32325.17.3
    30003007298430102801.22789.72802.97.2
    设置电
    流(A)
    探伤机纵向磁
    化电流示值(A)
    校准装置纵向磁
    化电流示值(A)
    误差
    (%)
    123123
    500500496500479.62474.51474.144.7
    10009939951002956.63960.95959.853.9
    15001491148115061440.51442.61438.63.6
    16001593160616001510.51511.21509.65.9
    17001701170416991565.21568.71567.28.6
    下载: 导出CSV

    表  2  校准装置磁化电流测试数据记录表

    Table  2.   Test data record of the magnetizing current from the calibration device

    标准直
    流电流
    校准装置周向
    磁化电流示值
    校准装置纵向
    磁化电流示值
    示值1
    (A)
    误差(%)示值2
    (A)
    误差(%)示值1
    (A)
    误差(%)示值2
    (A)
    误差(%)
    500A5020.405020.405000.005000.00
    1000A10050.5010020.20999−0.10997−0.30
    1500A15050.3315010.071499−0.071497−0.20
    2000A20030.151999−0.0520000.001999−0.05
    2500A25040.162499−0.042498−0.082498−0.08
    3000A30070.232993−0.232998−0.072999−0.03
    标准交
    流电流
    校准装置周向
    磁化电流示值
    校准装置纵向
    磁化电流示值
    500A5020.405020.405000.005010.20
    1000A10020.2010050.50997−0.3010000.00
    1500A1499−0.0715070.471497−0.201499−0.07
    2000A1996−0.2020070.351999−0.051999−0.05
    2500A2494−0.2425030.122499−0.042499−0.04
    3000A2991−0.3030020.072998−0.072998−0.07
    下载: 导出CSV
  • [1] 王菊凤, 龙波, 黄徐瑞晗. 磁粉探伤机校准的磁化电流不确定度分析[J]. 计量与测试技术, 2017, 44(1): 114-115. doi: 10.15988/j.cnki.1004-6941.2017.01.052
    [2] 国家质量监督检验检疫总局. 磁粉探伤机校准规范: JJF 1273-2011 [S]. 北京: 中国标准出版社, 2011.
    [3] 韩金生. 磁粉探伤机测量不确定度评定[J]. 计量与测试技术, 2016, 43(10): 80-81,83. doi: 10.15988/j.cnki.1004-6941.2016.10.038
    [4] 谢汉斌. 磁粉探伤机校准原理、计量及测量不确定度研究[J]. 厦门科技, 2017(1): 56-58. doi: 10.3969/j.issn.1007-1563.2017.01.013
    [5] 叶福钰. 金属构件磁粉探伤机校准的磁化电流不确定度分析[J]. 世界有色金属, 2020(3): 245,247. doi: 10.3969/j.issn.1002-5065.2020.03.144
    [6] 陈川, 宋文涛, 周新华. 电工钢磁性能测量用单片测试仪的磁轭损耗的研究与分析[J]. 计量科学与技术, 2022, 66(5): 49-54.
    [7] 张建永, 贾云涛, 岳伟. 一种测量脉冲大电流的改进分流器设计[J]. 电子测量技术, 2013, 36(6): 25-28. doi: 10.3969/j.issn.1002-7300.2013.06.007
    [8] 张守亮, 胡元元, 姜永元, 等. 固定式磁粉探伤机校准装置研制[J]. 铁道技术监督, 2022, 50(2): 32-36. doi: 10.3969/j.issn.1006-9178.2022.02.005
    [9] Ripka. P, Draxler. K, Styblíková. R. Measurement of DC Currents in the Power Grid by Current Transformer[J]. IEEE Transactions on Magnetics, 2013, 49(1): 73-76. doi: 10.1109/TMAG.2012.2216862
    [10] Schrittwieser. L, Mauerer. M, Bortis. D, et al. Novel Principle for Flux Sensing in the Application of a DC + AC Current Sensor[J]. IEEE Transactions on Industry Applications, 2014, 51(5): 4100-4110.
    [11] 张煌辉, 董琪琪, 方杰, 等. 一种零磁通电流传感器适配装置的研制与应用[J]. 电测与仪表, 2023, 60(3): 195-200. doi: 10.19753/j.issn1001-1390.2023.03.029
    [12] 谢完成, 戴瑜兴. 一种新的基于霍尔传感器的电流测量方法[J]. 电子测量与仪器学报, 2012, 26(8): 705-710.
    [13] 李振华, 胡廷和, 李春燕, 等. 应用于智能电网的高压直流电流及谐波测量方法研究[J]. 中国科学:技术科学, 2019, 49(11): 1361-1371.
    [14] 谭超, 龚晓辉, 郭钢, 等. 一种单电源电压输出型闭环霍尔电流传感器[J]. 电子器件, 2019, 42(5): 1128-1132. doi: 10.3969/j.issn.1005-9490.2019.05.010
    [15] 伍平英, 洪国祥. 磁粉探伤机直流磁化电流示值误差的校准方法[J]. 计测技术, 2012, 32(4): 48-50. doi: 10.3969/j.issn.1674-5795.2012.04.014
    [16] 王建立. 磁粉探伤机磁化时间校准方法研究[J]. 计量与测试技术, 2020, 47(5): 78-80. doi: 10.15988/j.cnki.1004-6941.2020.5.024
    [17] 杜玲玲, 唐武忠, 曾渭平, 等. 一种新研闭环大电流传感器校准装置[J]. 计测技术, 2014, 34(2): 27-29,35.
    [18] 李辉, 刘鲲. 一种pA级高性能微电流检测系统的设计[J]. 计量技术, 2014(6): 10-13.
    [19] 彭继煌, 贺思婷, 魏武. 直流大电流测量系统不确定度分析[J]. 电子产品可靠性与环境试验, 2022, 40(S2): 46-48.
    [20] 魏伟力. 噪声变送器电流输出声压灵敏度测量结果的不确定度评定[J]. 计量技术, 2019(11): 41-44.
    [21] Marlin K. Measurement techniques of low-value high-current single-range current shunts from 15 Amps to 3000 Amps[J]. Journal of Measurement Science, 2007, 2(1): 44-49.
    [22] EIREA G, SANDERS S R. High precision load current sensing using on-line calibration of trace resistance[J], IEEE Transactions on Power Electronics, 2008, 23: 907-914.
    [23] 鲁丽彬. 一种用于电池管理的高精度电流传感器设计与实现[J]. 电子器件, 2017, 40(4): 946-952. doi: 10.3969/j.issn.1005-9490.2017.04.031
    [24] 贾腾. 电动汽车用智能分流器设计[D]. 青岛: 青岛大学, 2019.
    [25] 庞福滨, 刘玙, 嵇建飞, 等. 直流输电工程直流电流互感器现场暂态校验技术[J]. 电力系统保护与控制, 2019, 47(14): 179-187. doi: 10.7667/PSPC20191423
    [26] 邵庆祝, 谢民, 王同文, 等. 带有自供电功能的电流测量传感器的设计[J]. 电力系统保护与控制, 2020, 48(16): 155-162. doi: 10.19783/j.cnki.pspc.191292
    [27] 罗颖, 谢小军, 朱才溢, 等. 大电流检测技术探析[J]. 仪器仪表标准化与计量, 2020(3): 32-34. doi: 10.3969/j.issn.1672-5611.2020.03.015
    [28] 张冉, 陈光华, 陈皓帆, 等. 继电保护测试仪时间测量精度检测校准装置研制及性能分析[J]. 电力系统保护与控制, 2022, 50(13): 163-170. doi: 10.19783/j.cnki.pspc.211529
    [29] 朱才溢, 罗颖, 胡涵, 等. 基于自校准技术的高精度交直流钳形表设计[J]. 计量科学与技术, 2022, 66(1): 32-40,64. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0049
    [30] 郭俊言, 杨春玲, 杨旭强, 等. 基于PWM的精密可调直流标准源设计[J]. 计量科学与技术, 2023, 67(1): 3-9. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2022.0045
    [31] 宋文涛, 陈川, 周新华. 实负荷下容性泄漏对标准电能计量的影响分析[J]. 计量科学与技术, 2021, 65(8): 71-75. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2020.0425
    [32] 李传生, 赵叶铭, 林飞鹏, 等. 短路试验电流光纤测量技术研究[J]. 计量科学与技术, 2021, 65(5): 3-7. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2020.9054
    [33] 国家质量监督检验检疫总局. 数字多用表校准规范: JJF 1587-2016 [S]. 北京: 中国标准出版社, 2016.
    [34] 国家质量监督检验检疫总局. 直流大电流测量过程控制: JJF 1087-2002 [S]. 北京: 中国标准出版社, 2002.
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-03-16
  • 录用日期:  2023-04-07
  • 修回日期:  2023-04-24
  • 网络出版日期:  2023-04-28
  • 刊出日期:  2023-03-18

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