Вихретоковый дефектоскоп

 

ВИХРЕТОКОВЫЙ ДЕФЕКТОСКОП, содержащий идентичные измерительный У й1;:: и вспомогательный автогенераторы, в контуры которых включены соответственно измерительный и вспомогательный вихретрковые преобразователи,и блок индикации, отличающийс я тем, что, с повышения производительности контроля., он снабжен соединенными последовательно умножителем , счетчиком и схемой сравнения, включенными между выходом измерительного вихретокового преобразователя;и блоком индикации, и соединенными последовательно делителем и одновибратором , включенными между выходом вспомогательного .вихретокового преобразователя , и входом сброса счетчика.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(Д) G 01 N 27/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABT0PCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (21) 3455812/25-28 (22). 21.06.82 (46) 15.01. 84. Бюл. 9 2 (72) В.Е.Шатерников, A.Ï.Àëåêñååâ, В.A.Àíîõèí и В.М.Самарцев (71) Куйбышевский электротехнический институт связи и Всесоюзный заочный машиностроительный институт (53)- 620.179.14(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР .. 9. 681365, кл..G 01 Ч 27/90, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

9 726476, кл. G 01 N 27/90, 1979 (прототип)., (54)(57) ВИХРЕТОКОВЫЙ ДЕФЕКТОСКОП, содержаший идентичные измерительный

„„SU„„ 1067420 А и вспомогательный автогенераторы, в контуры которых включены соответственно измерительный и вспомогательный вихретоковые преобразователи, и блок индикации, о т л и ч а ю aL и и с я тем, что, с целью повышения производительности контроля, он снабжен соединенными последовательно умножителем, счетчиком и схемой сравнения, включенными между выходом измерительного-вихретокового преобразователя и блоком индикации, и соединенными последовательно делителем и одновибратором, включенными между выходом вспо-:. могательного вихретокового преобразователя,и входом сброса счетчика.

С2

1067420

Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля и может быть использовано в машиностроении для оценки качества изделий в автоматических линиях контроля.

Известен вихретоковый дефектоскоп, 5 сддержащий последовательно соединенные генератор, измерительный контур, первый детектор, дифференциальный усилитель, оконечный блок, а также .последовательно соединенные вспамо-, 10 гательный контур, второй детектор, .причем вход вспомогательного контура подсоединен к выходу генератора, а выход второго детектора — ко второму входу дифференциального. усилителя (1 .j5

Известное устройство характеризует недостаточное быстродействие, вызванное наличием интегрирующих цепей в детекторах. Уменьшение постоянной времени RC -цепей фильтра в О детекторе (приводящее к повышению быстродействия f вызывает увеличение пульсаций на входе дифференциального усилителя, что создает значительные помехи при обнаружении дефекта.

Наиболее близким к изобретению яв-. ляется вихретоковый дефектоскоп, содержащий идентичные измерительный и вспомогательный автогенераторы, н контуры которых включены соответст> венно измерительный и вспомогательный вихретоковые преобразователи, и блок индикации Г2 3

Недостатками данного устройства являются его низкая помехоустойчи:вость из-эа изменения окружающей 35 температуры и низкое быстродействие.

Цель изобретенья. — повышение производительности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что вихретоковый дефектоскоп, )Q содержащий идентичные измерительный и вспомогательный автогенераторы, в контуры которых включены соответственно измерительный и вспомогательный вихретоковые преобразовате.ли, и блок индикации, снабжен соединенными последовательно умножителем, счетчиком и схемой сравнения, включенными между выходом измерительного вихретокового преобразователя и блоком индикации, и соединенными последовательно делителем и одновибратором, включенными между выходом вспомогательного вихретокового преобразователя и входом сброса счетчика.

На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого дефектоскопа; на фиг.2временные диаграммы сигналов на выходе его блоков.

Вихретоковый.дефектоскоп содержит 60 .соединенные последовательно вихретоковый преобразователь 1, измерительный автогенератор 2, умножитель 3, счетчик 4, схему 5 сравнения и блок

6 индикации. Также дефектоскоп со-.. держит соединенные последовательно вспомогательный вихретоковый преобразователь 7, вспомогательный автогенератор 8, делитель 9 и одновибратор 10, выход которого подключен к шине сброса счетчика 4.

Вихретоковый дефектоскоп работает следующим образом.

Измерительный вихретоковый преобразователь 1 совместно с измерительным автогенератором 2 преобразует информацию о состоянии контролируемого объекта (не показан ) в частоту электрического сигнала.

Получейный сигнал с периодом Т и частотой Е умножается в умножителе

3 в tn раэ. Одновременно сигнал с вспомогательного автогенератора 8 проходит через делитель 9 (в результате чего частота сигнала Е2 делится в >> раэ 1 и подается на вход сброса счетчика 4 через одновибратор 10.

Число импульсов, поступающих в счетчик 4 эа время 12 => = и/Х равно п>п

N =

2 где fz — частота измерительного автогенератора 2; частота вспомогательного автогенератора 8; и> — коэффициент умйожения умножителя 3; и — коэффициент деления делителя 9.

При изменении температуры окружающей среды или напряжения питания число импульсов, которое поступает на счетчик за время между сигналами сброса, равно

mn (S„++4f Ä)

Е +4Е

2 2 где дало — изменение частоты

1 измерительного автогенератора 2 иэ-. эа вибрации тем пературы окружа- . ющей среды на величину 4 с — изменение частоты вспомогательного . автогенератора 8 вследствие действия того же мешающего фактора.

Изменение температуры окружающей среды вызыва т изменение числа им" пульсов, поступающих в счетчик 4 эа время tZ на величину

1 1 2 >

+4Е E df -1 4f

Щ -й-й -tnt

Из последней формулы видно, что если выбрать рабочие частоты автоге1067420 нераторов 2 и 8 одинаковыми, тип и конструкцию генераторов и преобразователей идентичными и расположить их в непосредственной близости друг от друга, То при равенстве частот Х =К и их одинаковом "уходе" dfÄ df -г

2 изменение числа импульсов в счетчике. Д Й а 0, т.е. при изменении

„o окружающей температуры, напряжения питания, старении элементов у рас смотренной схемы сигнал ай компенсируется.

При появлении дефекта под измери-. тельным.вихретоковым преобразователем,1 частота измерительного авто- . генератора изменяется на величину 14 ., что приводит к поступлению в счетчик импульсов, число которых равно

mn(Е„+д f )

А

Величину сигнала от дефекта можно оценить формулой

mn(f +af ) rnnf, Ь

А Ь Е2

25

Nn4E

К

2 из которой видно, что сигнал М 1 растет с увеличением коэффициентов и в, т.е. увеличение и и m целесообразно.

Однако значительное увеличение коэффициента деления и недопустимо из-за снижения быстродействия дефектосклпа.. Максимальное быстродействие будет при п =1, но и при и =4 — 8 быстродействие достаточно велико.

На временных диаграммах фиг.2 показан случай контроля двух участ- 40 ков изделия. Как видно из чертежа, начиная с момента времени, отмеченного точкой 3l, частота измерительного автогенератора 2 возрастает.

Такой случай возможен при недопусти- 45. мом увеличении толщины немагнитного покрытия на ферромагнитной основе.

Эпюры фиг.2 иллюстрируют случай, при котором дефект вызывает увеличение Е„ . Условно коэффициенты выб- 50 раны равными N =2 и я =2 и счиx àется, что вспомогательный вихретоковый преобразователь 7 не взаимодействует с контролируемым изделием.

Как видно из фиг.2, за время 2 = 55

=2 Т в счетчик 4 поступает три импульса, а при контроле дефектного . участка изделия за то же время в ,счетчик 4 поступает четыре импульса. Это вызывает появление сигнала на выходе схемы 5 сравнения (U j .

При изменении окружающей температуры или напряжения питания периоды Т1 и Т> изменяются приблизительно на одинаковую величину д Т (причем в одну и ту же сторону/ .

Вследствие этого конечное состояние счетчика 4 не изменяется.

Известно, что большичство видов дефектов (трещина, рчанина, пустоты и т.д. ) вызывают снижение частоты измерительного автогенератора 2, однако зто не изменяет принципа действия дефектоскопа, так как схема 5 сравнения выполнена таким образом, что регистрируются все дефекты, не удовлетворяющие условию

N +88д(N (N(N -4H пор А чг где Й вЂ” заданное число; дауд- допустимое отклонение.

Следует отметить, что деление автогенераторов и преобразователей на измерительные и вспомогательные в данном случае условно..и оно принято для облегчения изложения принципа работы дефектоскопа.

В зависимости от расположения преобразователей рассмотренная схема может работать в одном из двух режимов.

В первом режиме оба преобразователя взаимодействуют с контролируемым изделием. В этом случае происходит компенсация не только случайного из-, менения температуры окружающей среды, напряжения, но и уменьшение влияния зазора и изменения электромагнитных свойств контролируемого иэделия. В таком режиме дефектоскоп реагирует лишь на неоднородности электромагнитных свойств изделия, по разному воздействующих на каждый из ВТП.

Во втором режиме один из преобразователей.1 (или 7! находится s зоне взаимодействия с контролируемым иэделием, а второй с изделием не взаи- . модействует, а лишь воспринимает воздействие температурного поля.

Выбор того или иного режима работы следует производить лишь после анализа конкретных условий контроля. и видов дефектов.

Технико-зкономический эффект предлагаемого устройства заключается в повышении технологичности контроля, экономичности устройства, надежности работы.

Зкономический эффект изобретения . составляет 8 тыс.руб.

Составитель Ю.Глазков

Редактор М.Келемеш ТехредС.Мигунова Корректор А.Повх

Заказ 11202/48 Тираж 828 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ., 113035, Москва, Ж-35, Раушакая наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.ужгород, ул.Проектная, 4