微电阻检测电路在磁粉探伤机上的应用

摘要：采用直接通电法对铁磁性工件进行磁化，是磁粉探伤中最常用的方法之一。但工件和电极之间因接触不良而使工件电击烧伤，引起工件残次，甚至报废的现象时有发生。如果在通电磁化前对工件和电极之间的接触电阻进行自动测量和控制，将会大大减少此现象的发生。
    关键词：磁粉探伤、接触电阻
    磁粉探伤是无损检测领域的一个常规检测手段，而对铁磁性工件进行直接通电磁化是其经常采用的方法。但通电磁化时由于电极和工件之间接触电阻的存在，根据J=0.24I2Rt可知，在电流（I）、时间（t）一定的情况下，所产生的热量（J）正比于电阻（R）。即接触电阻越大所产生的热量越多，当热量集聚的速度远大于工件和电极对热量的传导速度时，工件接触处的温度在很短的时间内突然升高，便会使工件接触处烧伤或使接触处的金属溶化、蒸发，引起周围空气剧烈膨胀产生爆炸打火现象。
    接触电阻的增大是由多种因素引起的，如电极和工件的接触面积太小、接触压力不够、接触处表面氧化层以及灰尘、杂质的阻隔等。这些因素在实际探伤操作时很难做到完全避免。特别是对表面精度要求比较高的零部件探伤时，避免打火烧伤工件的问题就显得更加突出。
    用直接通电法磁粉探伤时接触电阻大是产生工件打火烧伤的主要原因。如果在磁化前对电极和工件之间的接触电阻进行自动测量，将测量值和某一设定值进行比较，并用比较的结果对磁化操作进行适当控制，将会大大减少该现象的发生。
    两个良导体之间接触时的电阻值为μΩ数量级，要将该阻值检出并驱动控制电路执行，关键是测量原理的可行性和电路的稳定性。自七十年代末由射阳无线电厂生产的我国第一台用可控硅调节输出电流的磁粉探伤机诞生以来，磁粉探伤机新的电流调节方法现已基本取代了过去老式的自耦调压器调节电流的方法，这就为接触电阻的检测提供了有利条件。图一，是磁粉探伤机加上微电阻检测电路后的主电路原理框图。磁化前可控硅（V1）、（V2）处于关断状态，阻容吸收电路（R）、（C）给输出主变压器（T）提供了电压（U1），因RC电路阻抗很大，所以变压器输出回路只能维持一个约1～2安培的电流。该电流流过电极和工件时，在两电极间产生一个电压（U），由于电极和工件本身的阻抗相对不变，而两电极和工件的接触电阻受到以上所述各种因素的影响而产生变化，所以该电压（U）也随着改变，该电压（U）的变化能直接反映出接触电阻的大小。将此电压（U）放大后和一个设定的电压值进行比较，并产生一个开关信号，再将这个开关信号和磁化开关（K）相与，以决定是否通电磁化（可控硅触发电路的抗干扰性能也极易引起工件的烧伤，我公司自行研制开发的可控硅触发电路已很好的解决了这个问题）。
    基于以上设想，我公司采用微电阻测量原理，在为瓦房店轴承集团、洛阳轴承集团等公司生产的近三十台“CJW-1500型轴承滚子复合磁化磁粉探伤机”上对铁路轴承滚子进行了探伤应用，取得了令人满意的效果。其电路结构简单、原理实用可靠、稳定性能好等优点得到了用户的一致肯定。该电路的研制成功给磁粉探伤设备又增添了一项重要的新功能。
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