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
| Модификация | Количество измерительных каналов |
| ИКН-М-2ФП | 2 |
| ИКН-1М-4 | 2-4 |
| ИКН-2М-8 | 2-12 |
| ИКН-3М-12 | 2-16 |
| ИКН-4М-16 | 2-16 |
| ИКН-5М-32 | 2-32 |
| ИКН-6М-8 | 2-8 |
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
| Наименование программного обеспечения | Идентификационное наименование программного обеспечения | Номер версии (идентификационный номер) программного обеспечения | Цифровой идентификатор программного обеспечения (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора программного обеспечения |
| Energo | vl.04 | vl.04 | DA8DCF36 | CRC32 |
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
| Тип аппаратной части | М | одификация |
| ИКН-М-2ФП | ИКН-1М-4 | ИКН-2М-8 | ИКН- 3М-12 | ИКН- 4М-16 | ИКН- 5М-32 | ИКН-6М-8 |
| Микропроцессор | 8 бит | 8 бит | 16 бит | 16 бит | 16 бит | 32 бит | 16 бит |
| Оперативная память | 4 КБ | 128 КБ | 1 МБ | 1 МБ | 1 МБ | 8 МБ | 1 МБ |
| Флеш-память | 2 МБ | 4 МБ | 32 МБ | 32 МБ | 32 МБ | 256 МБ | 8 МБ |
| Клавиатура | 9 кнопок | 45 кнопок | 14 кнопок | 45 кнопок | 45 кнопок | 52 кнопки | 15 кнопок |
| Экран, разрешение | ЖК, 97x32 точек | ЖК, 128x64 точек | ЖК, 320x240 точек | ЖК, 320x240 точек | ЭЛ, 320x240 точек | ЖК, 800x480 точек | OLED, 320x240 точек |
| Интерфейс передачи данных на компьютер | RS232 | RS232 | RS232/ USB | RS232/ USB | RS232/ USB | USB | USB |
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
| Характеристика | М | одификация |
| ИКН-М-2ФП | ИКН-1М-4 | ИКН-2М-8 | ИКН- 3М-12 | ИКН- 4М-16 | ИКН- 5М-32 | ИКН-6М-8 |
| Диапазон измерений величины напряженности магнитного поля, А/м | ±(10 - 1999) |
| Предел допускаемого значения приведенной относительной погрешности измерений напряженности магнитного поля, %, не более | 5 |
| Габаритные размеры измерителя концентрации напряжений ИКН, мм, не более | 120х60х х25 | 230x105 х40 | 243x120 х40 | 230x105 х40 | 290х205 х55 | 250х136 х48 | 110х65 х23 |
| Масса измерителя концентрации напряжений ИКН с аккумуляторными батареями, кг, не более | 0,3 | 0,5 | 0,6 | 0,6 | 2,0 | 1,2 | 0,6 |
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
| Характеристика | Модификация |
| ИКН- М-2ФП | ИКН-1М-4 | ИКН-2М-8 | ИКН- 3М-12 | ИКН- 4М-16 | ИКН- 5М-32 | ИКН-6М-8 |
| Напряжение питания, В (количество аккумуляторов, шт х напряжение, В) | 2,4 (2 х1,2) | 4,8 (4 х 1,2) | 7,2 (6 х 1,2) | 4,8/7,2 (4/6 х 1,2) | 9,6 (8 х1,2) | 9,6 (8 х1,2) | 3,6 (3 х1,2) |
| Потребляемая мощность, Вт | 1,2-3,0 | 1,2-3,0 | 0,8-1,2 | 0,8-1,2 | 4,0-5,0 | 3,0-3,5 | 1,2-3,0 |
| Рабочие условия эксплуатации приборов: - температура окружающего воздуха,0С - относительная влажность воздуха при t=25°C, %, не более - атмосферное давление, кПа | от -15 до + 55; 85; от 80 до 110. |
| Условия хранения прибора: - температура окружающего воздуха,0С - относительная влажность воздуха при t=25°C, %, не более - атмосферное давление, кПа | от -20 до + 60; 85; от 80 до 110. |
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
| Наименование | Количество, шт |
| Измеритель концентрации напряжений ИКН | 1 |
| Измерительный датчик | 1 |
| Руководство по эксплуатации ИКН.000.000.000 РЭ. Приборы магнитометрические для определения концентрации напряжений «ИКН» (с методикой поверки) | 1 |
| Паспорт ИКН.000.000.000 ПС. Приборы магнитометрические для определения концентрации напряжений «ИКН» | 1 |
| 1) модификация приборов определяется по требованию заказчика |
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.
