Способ вихретокового контроля ферромагнитных металлических объектов

 

СПОСОБ ВИХГЕТОКОВОГО КОНТРОЛЯ ФЕРРОМАГНИТНЫХ МЕТАЛЖЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ, основанный на возбуждении с помощью вихретокового преобразователя в объекте контроля вихревых токов на трех фиксированных частотах, измерении амплитуды или действительной и мнимой составляющих сигнала на каждой из частот и совместном анализе пяти сигналов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона измерений одновременно трех параметров-, каждая из частот выбирается из условия л 5-000 f г ; TRV 0,5 4.5 . TTRVoftti fl iZ6 f. FRV,|tt6 где P - радиус преобразователя, ц - номинальная магнитная проницаемость , (с, - номинальная удельная электрическая проводимость металла объекта, (Л f f { - частоты тока возбуждения, Х ч /. ТГ 4П- Tt/lU Г/М Mg 4jr-10 и по измеренному значению амплитуды а с сигнала на первой частоте находят величину зазора, по отношению действительной и мнююй составляющих сигнала на второй и третьей часто тах с учетом найденного значения О 00 DO СО зазора находят величину начальной магнитной проницаемости, а по найденным значениям начальной магнитной проницаемости, зазора и измеренной величине отношения действительной и мнимой составляющих на второй частоте определяют удельную проводимость .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕО4ИХ

РЕСПУБЛИН

0339 А (У)4 С 01 N 27/90

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СЗИДЕТЕЛЬСТБУ

05 4S

«й /ч. с6 7я2р. р.6 (AS »о г» " »e8 где »

- 1 4iif3 и по измеренному значению амплитуды сигнала на первой частоте находят величину зазора, по отношению действительной и мнимой составляющих сигнала на второй и третьей частотах с учетом найденного значения зазора находят величину начальной магнитной проницаемости, а по найденным значениям начальной магнитной проницаемости, зазора и измеренной величине отношения действительной и мнимой составляющих на второй частоте определяют удельную проводимость.

5000

Р

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3636545/25-28 (22) 25 ° 08.83 (46) .30.07.85. Бюл. В 28 (72) Ю.К.Федосенко (71) Научно-исследовательский институт интроскопии (53) 620. 179. 1(088.8) (56) Электромагнитные методы контроля. Материалы семинара МДНТП, М., 1966, с. 106-108.

Методы неразрушающих испытаний.

Под ред. P.Øàðïà, М., Мир, 1972, .с, 378-387. (54) (57) СПОСОБ BHTI ÅÒÎÊÎÂÎÃÎ КОНТРОЛЯ ФЕРРОМАГНИТНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ

ОБЪЕКТОВ, основанный на возбуждении с помощью вихретокового преобразователя в объекте контроля вихревых токов на трех фиксированных частотах, измерении амплитуды или действительной и мнимой составляющих сигнала на каждой из частот и совместном анализе пяти сигналов, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона измерений одновременно трех параметров; каждая из частот выбирается из условия радиус преобразователя, номинальная магнитная проницаемость, номинальная удельная электрическая проводимость металла объекта, частоты тока возбуждения, М =4T10 r/X

1170339 сяу ((св) ) (z J ((À ™и еву (z(t I 1 (51

Изобретение относится к неразрушающему контролю качества металлических объектов.

Целью изобретения является повыше- ние точности и расширение диапазона 3 измерений одновременно трех параметров.

На фиг.1 представлено устройство для реализации способа, на фиг.2— расположение вихретокового преобразователя относительно контролируемого объекта.

Устройство состоит из трех генераторов 1,2 и 3 гармонических колебаний, вихретокового преобразователя

4, трех резонансных усилителей 5, 6 и 7, амплитудного детектора 8 и четырех синхронных детекторов 9-12, коммутатора 13, аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 14, блока 15 ввода-вывода, центрального процессора 16, блока 17 памяти, цифропечатающего блока или цифрового индика тора 18.

Способ с помощью устройства осуще- 23 ствляется следующим образом.

Синусоидальный ток на трех частотах f,, f поступает с генераторов

1,2 и 3 на вихретоковый преобразователь 4, расположенный на расстоя- 30 нии от контролируемого .объекта 19.

С помощью преобразователя 4 в объекте 19 с начальной магнитной проницаемостью (с. и удельной электрической проводимостью b возбуждаются вихревые токи на частотах Х„, f2, . Выходной трехчастотный сигнал преобразователя зависит одновременно от зазора 3, магнитной проницаемости и удельной электрической проводимос- io ти (р °

Если выбрать первую частоту достаточно большей величины из условия

5000 с р

) 100 или Е о 2, то сигнал на

1 BR2(с 4 ъ 45 первой частоте в основном будет зависеть только от зазора h. Эта зависимость будет близка к экспоненциальной, а обратная функция близка к логарифмической. Такая функция по-.щ строена на основе численного анализа точных функциональных зависимостей выходного напряжения преобразова теля и имеет вид

01 где U*- =†; U — амплитуда сигнала на

Цр частоте „, U — амплитуда начального сигнала (в али от металла на частоте

1„,5>Ä*R ggf„ а ь — обобщенный параметр на частоте f ïðè р,=1, Если выбрать вторую частоту из условия Ос с5 или

05 45

TiR p, K4 2 7iR2gp< третью частоту из условия 5 ((20

18 г 128 или 2, С "2(2 испольэовать

7R2Pр P Ь 7R2Рар а4 найденное значение зазора !, удается разделить информацию на две части. одна иэ которой определяется значением начальной магнитной проницае-, мости ((, а другая зависит от ((с. и ь .

Для такого разделения необходимо измерить действительную и мнимую составля щие сиги лов U2 Цэ, найти отношение этих составляющйх на каждой частоте и построить обратные зависимости контролируемых параметров от параметров измеряемых сигналов. Эти зависимости Имеют вид

F = — Е - U - U - значения дей.

U2, U и Н 2 З

Э р ствительной и мнимой составляющих сигнала на частоте, U<, U< — то же на частоте

Значение удельной электрической проводимости находят по формуле (3) с учетом найденного значения начальной магнитной проницаемости и., опре. деляемой по формуле (2).

Разделив сигнал преобразователя на три частотные составляющие с помощью резонансных усилителей 5, 6 и 7, выделяют на первой част оте амплитуду сигнала с помощью амплитудного детектора 8, действительную и мнимую ,составляющие на второй и третьей частотах с помощью синхронных детектоСоставитель И.Кесоян

Редактор А.Долинич Техред N.Kóçüìà Корректор А.Тяско

Заказ 4698/40 Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

3 1 ров 9, 10. Величины полученных пяти составляющих сигналов U — - U

1 переводят в цифровой код, используя коммутатор 13, и АЦП 14. Зная значения U — - U< производят расчет Ь, а, 6 по формулам (1) — (3) с помощью центрального процессора 16, блока

17 памяти и блока 15 ввода-вывода.

Полученные значения искомых параметров выводят либо на цифровой индикатор, либо на дисплей, либо на цифропечатающее устройство. При расчете параметра h по формуле (1) учитываются ориентировочные значения известные из различных справочных данных. Затем по формулам (2) и (3) находят их более точные значе170339 4

es, после чего уточняют параметр h ..

На втором шаге находят окончательные значения /, и

При условии одновременного изменения всех трех параметров в широких пределах их значений способ позволяет снизить погрешность измерения искомых переменных в несколько десятков раз.

На основе предлагаемого способа можно создавать унифицированные автоматические базовые установки многоцелевого назначения и снизить номенклатуру контрольно-измерительных средств, повысить их серийность иконкурентноспособность.