Способ двухпараметрового вихретокового контроля

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ.

РЕСПУБЛИН (19) (И) 3(5)) (01 и 27/ 0

Г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТБУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3455386/25-28 (22) 17,06.82 (46) 07.11.83. Бюл. h" 41 (72) Н.П. Калинин, В.Д. Остапенко и А.Л. Дорофеев (71) Пермское производственное объединение "Моторостроитель" им. Я.М. Свердлова и Пермское агрегатное производственное объединение им. М.И. Калинина (53) 620.179,14(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

) 366402, кл. G 01 N 27/90, 1973.

2. Дубицкий Л.Г. Радиотехнические

:методы контроля изделий. М., Машгиз, 1963, с. 231 230 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ДВУХПАРАМЕТРОВОГО ь

ВИХРЕТОКОВОГО КОНТРОЛЯ, заключающийся в том, что преобразователь включают в параллельный колебательный контур, возбуждают его током изменяющейся частоты, регистрируют амплитудно-частотные характеристики контура до и после взаимодействия преобразователя с контролируемым объектом, .определяют добротность и резонансную частоту контура, а по их изменениюзначения составляющих вносимого импеданса преобразователя, по которым определяют свойства материала, о т " л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности контроля, последовательно осуществляют компенсацию собственного активного сопротивления контура и вносимого активного сопротивления преобразователя путем поочередного вывода колебательного контура на порог генерации, изменение .добротности определяют после компенсации собственного активного сопротивления контура, а изменение резонансной частоты — после компенсации вносимого активного сопротив" ления преобразователя.

10

1 10

Изобретение относится к неразрушаю. щему контролю и может быть использовано для определения качества поверхности изделий вихревыми токами высоких и сверхвысоких частот.

Известен способ вихретокового неразрушающего контроля, заключающийся в том, что преобразователь включают в колебательный контур, возбуждают колебательный контур посредством генератора синусоидальных сигналов, фиксируют значения емкости колебательного контура при отсутствии сигналов от дефекта на преобразователе и при его максимальном значении и по полученным значениям емкостей судят о реактивной и активной составляющих вносимого сопротивления (1 ).

Недостаток указанного способа низкая достоверность контроля.

Наиболее близким к предлагаемому является способ двухпараметрового вихретокового контроля, заключающийся в том, что преобразователь включают в параллельный колебательный KoH" тур, возбуждают его током изменяющейся частоты, регистрируют амплитудночастотные характеристики контура до и после.взаимодействия преобразователя с контролируемым объектом, определяют добротность и резонансную частоту контура, а по их изменению значения составляющих вносимого импеданса преобразователя, по которым судят о контролируемых свойствах материала 12 ).

Недсстатком известного способа является низкая точность определения изменения добротности и резонансной частоты контура, особенно в диапазоне вьсоких и сверхвысоких частот вихревых токов. Это обусловлено тем, что элементы контура на высоких частотах имеют значительное собственное активное сопротивление, преобразователь в процессе контроля получает дополнительное активное сопротивление, вносимое вихревыми токами . Вследствие этого добротность колебательного контура с вихретоковым преобразователем сравнительно мала, амплитудно-частотная характеристика такого контура является пологой, что затрудняет точное определение изменений добротности и резонансной частоты при небольших изменениях свойств контролиоуемого объекта., следовательно неточным оказывается и определение значений вносимого сопротивления преобразователя

Цель изобретения - повышение точности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу двухпараметрового вихретокового контроля, заключающемуся в том, что преобразователь включают в параллельный колебательный контур, возбуждают его током изменяющейся частоты, регистрируют амплитудно-частотные характеристики контура до и после взаимодействия преобразователя с контролируемым объектом, определяют добротность и резонансную частоту контура, а по их изменению значения составляющих вносимого импе> данса преобразователя, по которым определяют свойства материала, последовательно осуществляют компенсацию собственного активного сопротивления контура и вносимого активного сопротивления преобразователя путем поочередного вывода колебательного контура на порог генерации, изменение добротности определяют после компенсации собственного активного сопротивления контура, а изменение резонансной частоты — после компенсации вносимого активного сопротивления преобразователя.

На фиг. 1 изображена блс>к-схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 — семейство амплитудно-частотных характеристик колебательного контура с отрицательным активным сопротивлением.

Устройство фиг. 1 содержит вихретоковый преобразователь 1, включенный в параллельный колебательный контур 2, последовательно соединенные генератор 3 пилообразного напряжения, генератор 4 сверхвысоких частот, аттенюатор 5, детектор 6 и осциллоскоп 7, вход X которого соединен с генератором 3 пилообразного напряжения, а вход У" — с детектором б. Выход аттенюатора 5 подключен также к отрицательному активному сопротивлению, выполненному на основе регенеративного усилителя 8, элементом которого является колебательный контур 2.

Способ осуществляется следующим образом, Параллельный колебательный контур

2 с преобразователем 1 возбуждают через аттенюатор 5 током изменяющейся частоты с помощью генератора 4 сверхвысокой частоты, управляемого генератором 3 пилообразного напряжез 105 ния. С помощью детектора 6 и осциллоскопа 7 выделяют и регистрируют амплитудно-частотные характеристики контура 2 до и после взаимодействия преобразователя 1 с контролируемым объектом. По этим характеристикам определяют каждый раэ добротност ь и резонансную частоту контура 2, по их изменению определяют составляющие вносимого импеданса преобразователя

1, по которым судят о контролируемых свойствах материала.

Компенсация собственно активного сопротивления контура 2 и вносимого активного сопротивления преобразователя 1 осуществляется с помощью регенеративного усилителя 8, До взаимодействия преобразователя

1 с контролируемым объектом регистрируют амплитудно-частотную характеристику контура 2 (кривая 9, фиг. 2), компенсируют собственное активное сопротивление контура 2 путем увеличения коэффициента усиления регенеративного усилителя 8 и вывода его на порог генерации. При этом добротность колебательного контура резко возрастает. Затем регистрируют амплитудночастотную характеристику контура 2 с компенсацией собственного активного сопротивления контура (кривая 10) и по ней определяют значения добротности и резонансной частоты.

Затем преобразователь приводят во взаимодействие с бездефектным участком контролируемого объекта, регистрируют новое значение амплитудночастотной характеристики (кривая 11) и определяют величину изменения добротности контура 2, пропорциональную величине вносимого активного сопротивления преобразователя 1. Ком2988 4

40

1О

30 пенсируют вносимое бездефектным 1 участком контролируемого объекта ак- тивное сопротивление описанным ранее способом, регистрируют амплитудночастотную характеристику после компенсации (кривая 12), по которой определяют новое значений резонансной частоты и величину изменения резонансной частоты. Пользуясь соотношениями для нормированных значений активной и реактивной составляющих вносимого импеданса, определяют свойства бездефектного участка контролируемого объекта.

Далее преобразователь 1 устанавливают на дефектный участок контролируемого объекта и вновь регистри" руют амплитудно-частотную характе-. ристику контура 2 (кривая 13), on" ределяют новое значение добротности и по изменению добротности - вносимое дефектным участком контролируе" мого объекта нормированное активное сопротивление, компенсируют его и регистрируют новую амплитудно-частотную характеристику контура 2 (кривая 14). Определяют новое значение резонансной частоты и величину ее изменеНия и вносимую дефектом реактивную составляющую импеданса. По нормированным значениям активной и реактивной составляющих вносимого импедгнса определяют свойства контролируемого объекта.

Таким образом, обеспечивается необходимая точность отсчета добротности и резонансной частоты контура и исключается влияние как собственного активного сопротивления контура, так и вносимого активного сопротивления преобразователя.

1052988 11 !

Составитель И. Рекунова

Редактор С. Квятковская Техред Т.Фанта Корректор С, Черни

У Ф и

Заказ 8862/41

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4!! ! !

1! !! !!

Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5