Электромагнитный дефектоскоп для контроля коротких изделий

 

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ДЕФЕКТОСКОП ДЛЯ КОНТРОЛЯ КОРОТКИХ ИЗДЕЛИЙ, :содержащий блок преобразователей, включающий установленные вдоль общей оси два измерительных и 2и вспо могательных преобразователя, первый и второй формирователи, к входам ко торых подключены соответственно пер вый и второй .измерительные преобразователи , и соединенные последовательно блок сравнения и блок сортировки , отличающийся тем, что, с целью повышения надежно ти контроля, он снабжен последовательно соединенными первым регистром и: блоком вычисления разности, включенными между выходом первого формирователя и входом блока сравнения, вторым регистром, включенным между выходом второго формирователя и вторым входом блока вычисления разности , преобразователем кода, включенным между выходами 2 И вспомогательных преобразователей и вторым входом блока сравнения, и распределителем , выходы которого-подключены к вторым входам соответственно первого и второго формирователей, первого и второго регистров, причем все преобразователи установлены,в следугацем п«рядке; 1-й, 2-й,...,ц й вспомогательные, первый измерительный , второй измерительный,,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ . НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Ц

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

/ (21) 3646457/25-28 (22) 26,09.83 (46) 30,12. 84, Бюл. Р 48 (72) В.Е.Шатерников, A.È.Алексеев и С.И.Я 5лочкин (71) Куйбышевский электротехнический институт связи и Всесоюзный заочный машиностроительный институт (53) 620.179.14 (088.8) (56) 1.Àâòoðñêîå свидетельство СССР

Р 678401, кл. G 01 N 27/90, 1977.

2,Авторское свидетельство СССР

Р 1000893,кл, G 01 N 27/90,1981 (прототип). (54)(57) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ДЕФЕКТО СКОП ДЛЯ КОНТРОЛЯ КОРОТКИХ ИЗДЕЛИЙ, :содержащий блок преобразователей, включающий установленные вдоль общей оси два измерительных и 2п вспомогательных преобразователя, первый и второй формирователи, к входам которых подключены соответственно первый и второй измерительные преобразователи, и соединенные последовательно блок сравнения и блок сортировки, отличающийся тем, что, с целью повышения надежнос„„SU„„1132216 А ти контроля, он снабжен последовательно соединенными первым регистром и: блоком вычисления разности, включенными между выходом первого формирователя и входом блока сравнения, вторым регистром, включенным между выходом второго формирователя и вторым входом блока вычисления разности, преобразователем кода, включенным между выходами 2й вспомогательных преобразователей и вторым входом блока сравнения, и распределителем, выходы которого подключены к вторым входам соответственно первого и второго формирователей, первого и второго регистров, причем все преобразователи установлены в ®

D следующем пэрядке: 1-й, 2-й,..., и -й вспомогательные, первый измерительã l ° Il ° r ã r ° r

ый, второй измерительный, (1+l1)-й, 2+п)-й,..., 2И-й вспомогательные С„ преобразователи, а расстояние между

i-ì вспомогательным и первым измери- B тельным преобразователями установлено равным расстоянию между (2h— )-м вспомогательным и вторым изме-, рительным преобразователями.

1132216

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для нераэрушающего автоматического контроля качества малогабаритных металлоизделий.

Известен дефектоскоп для контроля коротких изделий, содержащий измерительный вихретоковый преобразователь, соединенный с его выходом формирователь, 2 h вспомогательных вихретоковых преобразователей, установ- 10 ленных по и .преобразователей с обеих сторон от измерительного преобразователя, логический блок, к входам которого подключены вспомогательные ! преобразователи, блок коэффициентов, 15 вход которого подключен к выходу логического блока, блок умножения, первый вход которого подключен к выходу, блока коэффициентов, а второй вход соединен с выходом измерительного блока, а выход блока умноже.— ния соединен с оконечным блоком. Дефектоскоп позволяет контролиро вать всю поверхность детали, вклю чая ее краевые зоны (1) .

Однако данный дефектоскоп реализован на аналоговых элементах, что приводит к температурной и времен20

25 ной нестабильности, значительной занисимости надежности работы от напряжения питания, невысокой воспроизводительности параметров дефекто-. скопа из-за разброса характеристик аналоговых. схем. Кроме того, случайные изменения электромагнитных свойств контролируемой детали приводят к ошибкам в работе дефектоскопа: ложному бракованию или пропуску мощи блока сравнения. Колебания температуры окружающей среды, случайное изменение напряжения питания дефектов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является 40 электромагнитный дефектоскоп для контроля коротких изделий, содержащий блок преобразователей, включающий установленные вдоль общей оси два измерительных и 2и вспомогатель- 45 ных преобразователя, первый и второй формирователи, к входам которых подключены соответственно первый и второй измерительные преобразователи, и соединенные последовательно блок сравнения и блок сортировки, Дефектоскоп содержит также блок вычисления среднего значения сигнала.

Принцип работы этого дефектоскопа заключается в том, что при движении. изделия через первый измерительный преобразователь на выходе блока вычисления среднего значения формируется сигнал, характеризующий "среднее" качество изделия. С выхода второго формирователя поступает теку60 щая информация, которая сопоставляется с усредненным значением при поприводит к синхронному изменению сигнала на входах блока сравнения и к подавлению мешающего фактора. Также осуществляется ослабление влияния случайных вариаций электромагнитных свойств изделий I.23 .

Недостатком данного дефектоскопа. является невозможность контролировать краевые зоны изделий.

Цель изобретения — повышение надежности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что электромагнитный дефектоскоп для контроля коротких изделий, содержащий блок преобразоватеЛей, включающий установленные вдоль общей оси два измерительных и 2А вспомогательных преобразователя, первый и второй формирователи, к входам котор »х подключены соответственно первый и второй измерительные преобразователи, и соединенные последовательно блок сравнения и блок сортировки, снабжен последовательно соединенными первым регистром и блрком вычисления разности, включенными между выходом первого формирователя и входом блока сравнения, вторым регистром, включенным между выходом второго формирователя и вторым входом блока вычисления разности, преобразователем кода, включенным между Выходами 2 И вспомогательных преобразователей и вторым входом блока сравнения, и распределителем, выходы которого подключены к нторым входам соответственно первого и второго формирователей, первого и второго регистров, причем- все преобразова— тели установлены в следующем порядке: 1-й, 2-й,..., И -й вспомогательные, первый измерительный, второй измерительный, (1+ Н)-й, (2+9) -й, . ° ., 2tI-й вспомогательные преобразователи, а расстояние между (-м вспомогательHbIM и перным измерительным преобразователями установлено равным рас стоянию между (2h- i)-м вспомогательным и вторым измерительным преобразователями.

На фиг.1 представлена структурная схема дефектоскопа, на фиг.2 зависимость ИМ) = F(H) разности сигналов с измерительных преобразователей, представленной в цифровом коде

/ЬМ /, от расстояния Н между краем изделия и вторым измерительным преобразонателем: F» — для годного, бракованного (длина трещины

2,0 мм), F3 — браконанного (длина трещины 2,53 мм, Fq — бракованного (отверстие диаметром ?» ìì ) изделий..

Зависимости Fz u F3 †.для дефектов, имеющих »стественную природу происхождения и расположенных на краях изделий, Fg — для дефектов вне зоны действия "краеного эффекта".

Буквами Й», Йр,.Й3 на фиг,2.обозна1132216 чены уровни, при которых происходит срабатывание дефектоскопа при различных положениях края изделия. В данном случае режим контроля выбран в немагнитной области комплексной плоскости вносимых сопротивлений. 5

Дефектоскоп состоит иэ вспомогательных преобразователей 1-6 (для примера выбрано число И = 3 ), первого.измерительного преобразователя 7, второго измерительного преобраэова- 10 теля 8, первого формирователя 9, второго формирователя 10, первого регистра 11, второго регистра 12, блока 13 вычисления разности, блока 14 сравнения, преобразователя 15 кода, распределителя 16, блока 17 сортировки. Цифрой 18 обозначен трубопровод, на котором вдоль его оси крепятся измерительные преобразователи 7 и 8 и вспомогательные преобразоватЕли 1- 6. Контролируемые изделия 19 перемещаются внутри трубопровода 18. Вспомогательные преобразователи (BTI) 1, 2 и 3 размещены перед измерительными преобразователями (ИП ) 7 и 8, а

ВП 4, 5 и 6 — с другой стороны ЙП.

Расстояние между первым ВП 1 и первым ИП 7 устанавливается равным расстоянию между шестым ВП 6 и вторым

ИП 8, а расстояние между -м ВП и первым ИП 7 устанавливается равным расстоянию между (6-i)-и ВП и вто,рым ИП 8.

Первый ИП 7 подключен к первому формирователю 9, а второй ИП 8 — к второму формирователю 10. Выход первого формирователя 9 соединен с входом первого регистра 11, а выход второго формирователя 10 — с входом второго регистра 12. Выходы первого и второго регистров 11 и 12 подсое- 40 динены соответственно к первому и второму входам блока 13 вычисления разности, а его выход связан с блоK&M 14 сравнения. Выход блока 14 сравнения подключен к блоку 17 сор- 45 тировки. Входы преобразователя 15 кода соединены с вспомогательными преобразователями 1-6, а выход соединен с вторым входом блока 14 .сравнения. Первый и второй выходы рас- 5О пределителя 16 подключены соответственно к второму входу первого формирователя 9 и к второму входу второго формирователя 10, третий выход соединен с третьим входом блока 14 сравнения, а четвертый выход — с шиной сброса первого и второго регистров 11 и 12.

Принцип работы дефектоскопа основывается на сопоставлении текущей информации, поступившей от блока 13 вычисления разности, с информацией, формируемой преобразователем 15 кода, следящим за пространственным положением изделия 19. Двоичный код на выходе преобразователя 15 кода меняется в зависимости от пространственного положения изделия 19 по отношению к первому и второму ИП 7 и 8. Определение координат иэделия 19 осуществляется при помощи вспомогательных преобразователей 1-6. Уменьшение действия мешающих факторов достигается эа счет дифференциального включения двух измерительных преобразователей ИП 7 и 8.

Дефектоскоп работает следующим образом.

При движении цилиндрического изделия внутри трубопровода сверху вниз (например, под действием силы тяжести) передний край изделия последовательно проходит ВП 1,,ВП 2, ВП 3, ИП 7, .... До вхождения переднего края изделия в проходной преобразователь ВП 4 с выхода преобразователя 15 кода на блок 14 сравнения подается сигнал логического

"0", который блокирует работу дефектоскопа.

Когда передний край иэделия 19 последовательно проходит ВЧ 4, ВП 5 и ВП 6, на выходе преобразователя 15 кода в параллельном коде появляются двоичные числа, примерная величина которых показана на фиг.2. Как видно на фиг.2, величина порогового значения с продвижением переднего края иэделия уменьшается. Заметим, что при выходе изделия 19 иэ блока преобразователей значение Nq будет изменяться в обратной последовательности

Работа преобразователя 15 кода показана в таблице.

1132216

Продолжение таблицы

11 2

В таблице состояние "О" в первых, шести столбцах соответствует отсутствию изделия в зоне контроля BJI 16. Логическая "1" говорит о том, что в зоне контроля данного ВП при- ЗО сутствует изделие 19. В момент времени, когда на выходе преобразователя 15 кода"Ц5 = О, дефектоскоп заблокирован. В других случаях на второй вход блока 14 сравнения по- 35 дается код N<, c которым происходит сопоставление текущей информации с блоков 13 вычисления разности. Величины Ц определяются в процессе экспериментальных исследований при раз- 4п работке принципиальной схемы дефектоскопа, Применительно к данным, представленным на фиг.2, можно сказать, что код Й формируется на выходе преобразователя 15 кода при (ЖНс2 мм, код й2 — при 2<Н 4 мм, код йз — приН) 4 мм.

Формирование текущей информации производится по командам, поступающим от распределителя 16, что исключает перекрестную связь между

HEI 7 и ИП 8.

Первым тактом распределителя 16 включается первйй формирователь 9, преобразующий сигнал ИП 7 в цифровой код Р 9, эаписывающийся в пер- . вый регистр 11, выполняющий функцию памяти. Вторым тактом распределителя во второй регистр 12 через формирователь 10 записывается сигнал с

ИП 8 и цифровом коде Р 10. В.бло™» 60 ке 13 вычисления разности определяется разность кодовйй =Й9 — Й1 Третьим тактом распределителя 16 в бло,ке 14 сравнения сравнивается текущая информация дй с кодомйс преоб- 65

)разователя 15, Четвертым тактом рас пределитель 16 возвращает регистры 11 и 12 в исходное состояние, после чего дефектоскоп готов и ново му циклу работы.

Если свойства изделия под преобразователями ИП 7 и 8 одинаковы, то на выходе блока 13 разнОсти 6Й = О, а сигнал с блока 14 сравнения равен логическому "0", Если в иэделии появляется дефект, то на выходе блока 13:.разности AMI> 0 блок 14 сравнения становится равным логической

"1". Таким образом формируется сигнал тревоги и блок 17 сортировки направляет дефектное иэделие в приемник бракованной продукции.

При смещении иэделия 19 по отношению к ВП работа дефектоскопа происходит аналогично. Отличительной особенностью является лишь изменение кода й„ на выходе блока 14 сравнения, который изменяется в соответствии с таблйцей.

Контроль средней части изделия происходит при наименьшем значении кода hid . Иа фиг.2 показан сигнал $i от дефекта, расположенного в средней части изделия. Данный дефект будет выявлен в момент превышения игнала AN/ значения 5 . Значение

2 будет автоматически установлено на втором входе блока 14 сравнения в момент времени, когда расстояние

Н>4 мм.

Прохождение заднего края изделия 19 через блок преобразователей. также сопровождается изменением кода Й -;, Для того, чтобы сохранить

1132216

/д М/

10

/,мм б Ю

Фие. 2

Составитель В,Филинов

Техред Ж.Кастелевич Корректор.М.Леонтюк

Редактор М.Петрова

Заказ 9783/37 Тираж 822 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам-изобретений н открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 одинаковую чувствительность к дефектам, расположенным на переднем и " заднем краю изделия, расстояние между преобразователями устанавливает ся так, что расстояние между ь -м

ВП и первым ИП 7 делают равным расстоянию между (2П- i)-ì ВП и вторым

ВП 8, причем чем больше количество ВЧ И, тем точнее учитывается влияние краевого эффекта на результат контроля.

Таким образом, в предлагаемом.дефектоскопе достигнуто ослабление влияния дестабилизирующих и мешающих факторов за счет обработки информации, поступающей от двух идентичных измерительных преобразователей, и получена возможность отстроиться от влияния "краевого эффекта" эа счет использования вспомогательных преобразователей, фиксирующих положение краев изделий.