Вихретоковое устройство для контроля электрофизических параметров электропроводящих объектов

 

ВИХРЕТОКОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИХ ОБЪЕКТОВ, .содержащее соединенные последователь но модулятор, генератор и вихретоковый преобразователь, соединённые | ГГГ 0Щ|-;., П / ГЙД /в.: . - J.;.. л лдг« гаакг последовательно детектор, фильтр вьщеления постоянной составляющей и индикатор, и фильтр вьщеления переменной составляклдей, подключенный к детектору, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено усилителем с управляемым коэффициентом усиления , включенным.между выходом вихретокового преобразователя и детектором , соединенными последовательно синхронным детектором,измерительный вход которого подключен к фильтру вьщеЛения переменной составляющей, а опор ,ный вход - к модулятору, сумматором и интегратором, выходы которого под§ ключены к входам управления генератора и усилителя с управляемым коэффициентом усиления j и (блоком опорного напряжения, подключенным к сумматору . 00 00 СО

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

103 A (19) (11) N 27/90

3(51)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITHA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЪЮВ ф ф, . д

Ф ьный вьщеопорором .под- (Е)

1 тору. (2.1) 3441670/25-28 (22) 25.05.82 (46) 30.03.84. Бюл. N - 12 (72) Е.Л.Бычков и Е.Н.Дерун (71) Рижский ордена Трудового Красного Знамени политехнический.инсти,тут (53) 620. 179. 14 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

)(- 717643, кл. G 01 N 27/90, 1980.

2. Гончаров Б.В. Теория и практика электромагнитных методов контроля. М., "Машиностроение", 1975, с. 97 (прототип) .

I (54) (57) ВИХРЕТОКОВОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИХ ОБЪЕКТОВ, .содержащее соединенные последователь но модулятор, генератор и вихретоковый преобразователь, соединенные последовательно детектор, фильтр выделения постоянной составляющей

Ъ . и индикатор, и фильтр вьщеления переменной составляющей, подключенный к детектору, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности .контроля, оно снабжено усилителем с управляемым коэффициентом усиления, включенным. между выходом вихретокового преобразователя и детектором, соединенными последовательно синхронным детектором,измерител вход которого подключен к фильтру ления переменной составляющей, а . ный вход — к модулятору, суммат и интегратором, выходы которого ключены к входам управления генератора и усилителя с управляемым коэф" фициентом усиления, и блоком опорного напряжения, подключенным к сумма4 и индикатор, и фильтр выделения переменной составляющей, подключенный к детектору, снабжено усилителем с управляемым коэффициентом усиления, включенным между выходом вихретокового преобразователя и детектором, соединенными последовательно синхрон ным детектором, измерительный вход которого подключен к фильтру выделения переменной составляющей, а опорный вход — к модулятору, сумматором и интегратором, выходы которого подключены к входам управления генератора и усилителя с управляемым коэффициентом усиления, и блоком опорного, напряжения, подключенным к сумматору.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит соединенные последовательно генератор 1, выполненный с возможностью управления по частоте и амплитуде, вихретоковый преобразователь 2, усилитель 3 с ,управляемым коэффициентом усиления, детектор 4, фильтр 5 выделения постоянной составляющей и индикатор 6.

К выходу детектора подключены соединенные последовательно фильтр 7 выделения переменной составляющей, синхронный детектор 8, сумматор 9 и индикатор 10, выходы которого подклю. чены к генератору 1 и усилителю 3 с управляемым коэффициентом усиления

К второму входу сумматора 9 подключен блок 11 опорного напряжения, а к опорному входу синхронного детек- . тора 8 подключен модулятор 12, управ ляющий работой генератора 1.

Устройство работает следующим образом.

Пусть.в начальный момент времени вихретоковый преобразователь 2 находится в воздухе. Напряжение на его выходе практически равно нулю, поэто му на выходах фильтра 5 и синхронного детектора 8 напряжение также равны нулю. На выходе сумматора 9, а следовательно, и интегратора 10 напряжения равны опорному напряжению блока 11. Вследствие этого коэффициент усиления усилителя 3 и ток генератор 1 максимальны. После установ ки вихретокового преобразователя 2. на поверхность контролируемого изделия (не показано) на выходе вихретокового преобразователя 2 появляется амплитудно-модулированное напряжение, которое усиливается с макси50

1 10831

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в авиационной, машиностроительной и судостроительной промышленностях для неразрушаюп е

ro контроля свойств материалов и изделий.

Известно устройство для электромагнитного контроля изделий, содержащее соединенные последовательно ге 1О нератор, измерительный преобразователь, фильтры первой и третьей гармоник, детектор, блок отношений и индикатор (1).

Недостатком известного устройства является зависимость показателей индикатора от зазора между преобразователем и контролируемым изделием.

Наиболее близким по технической сущности является вихретоковое уст- 20 ройство для контроля электрофизических параметров электропроводящих . объектов, содержащее соединенные последовательно модулятор, генератор и вихретоковый преобразователь, соединенные последовательно детектор фильтр выделения постоянной составляющей и индикатор, и фильтр выделения переменной составляющей, подключенный к детектору 21.

Недостаток известного устройства состоит в невозможности контроля электрофизических параметров (удельной электрической проводимости 6 или произведения магнитной проницаемости 4 на 4 ) -электропроводящих объектов произвольной формы независимо от изменения кривизны поверхности объекта, величины зазора между вихретоковым преобразователем и поверхностью объекта контроля, угла

40 наклона вихретокового преобразователя, наличия краевого эффекта, вызванного приближением вихретокового преобразователя к краю изделия, а также присутствия вмятин, расслоений и непроводящих вкцючений внутри объекта контроля.

Цель изобретения - повышение точности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что вихретоковое устройство для контроля электрофизических параметров электропроводящих объектов, содержащее соединенные последователь. но модулятор, генератор и вихретоко- вый преобразователь, соединенные последовательно детектор, фильтр выделения постоянной составляющей

03 1

Ф

Составитель Ю.Глазков

Техред Т,Фанта

Корректор М.Шароши

Редактор С.Юско

Заказ 1734/38 Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

3 1083 мальным коэффициентом усилителем 3.

В результате выходное напряжение синхронного детектора 8 больше опорного напряжения блока 11 ° На выходе сумматора 9 появляется разность, про противоположная по знаку опорному напряжению. Интегратор 10 начинает выполнять операцию интегрирования.

Напряжение на его выходе уменьшается. Это вызывает уменьшение коэффи- >{) циента усиления усилителя 3 и тока генератора 1, что в свою очередь приводит к уменьшению выходного напряжения синхронного детектора 8.

Описанный процесс продолжается до тех пор, пока выходное найряжение синхронного детектора 8 не станет равным опорному. В этот момент разность на выходе сумматора 9 близка . к нулю, таким образом, в устрой . ро стве в процессе измерений путем автоматического регулирования коэффициента усиления усилителя 3 и тока генератора 1 поддерживается постоянной амплитудная чувствитель- 25

103 4 ность S к обобщенному параметру

ВТП p,,которая пропорциональна амплитуде ЖП огибающей амплитудномодулированного напряжения. Действительно; модулятор 12 периодически изменяет частоту td генератора 1 на .строго определенную величину 4

3.

Тогда, учитывая, что S = 4U/4, при ,, со = coast получим S = dU. Следовательно., регулируя величину опорного напряжения блока 11, можно менять в широких пределах амплитудную чувствительность по /3 .

Это дает возможность проведения измерения малых отклонений. контролируемых параметров от номинальных значений. Кроме того, устройство обладает высокой точностью измерений, которая обеспечивает стабильность тестового сигнала 4td /W, достигающей для кварцевого генератора значений порядка 10, что позволяет поддерживать постоянство величины

4Ш /Ю с точностью 0,017.