Электромагнитный способ обнаружения дефектов в электропроводящих изделиях и устройство для его осуществления

 

1. Электромагнитный способ обнаружения дефектов в электропроводящих изделиях, заключающийся в том, что с помощью вихретокового преобразователя , включенного в контур автогенератора , в контролируемом изделии возбуждают вихревые токи и используют амплитуду выходного напряжения автогенератора и отклонение частоты автогенерации от заданного значения для формирования сигнала о наличии дефекта, отличающийся тем, что, с целью повьшения разре ,шающей способности, удаляют вихретоковый преобразователь от электропроводящего изделия и при минимальном значении емкости в эмиттерной цепи автогенератора определяют значение частоты автогенерации, помещают вихретоковьм преобразователь на контролируемое изделие, измеряют отклонение частоты автогенерации от определенного значения, периодически изменяют емкость в эмиттерной цепи i автогенератора и вьзделяют значение емкости, соответствующее заданному, (Л значению амплитуды выходного напряжения автогенератора, последовательно преобразуют вьщеленное значение емкости и отклонение частоты в напряжение так, чтобы при установке вихретокового преобразователя на бездефектный участок контролируемого изделия у результирующего напряжения отсутствовала модуляция, а о наличии дефекта судят по величине переменчной составляющей результирующего напряжения. N: ifS N г I

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК (19) (11) А (51)4 G 01 N 27 90

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCMOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3672877/25-28 (22) 07.12.83 (46) 30.08.85. Бюл. № 32 (72) П.А. Лелеков, Ю.С. Дмитриев и

А.Н. Богусонов (71) Куйбышевский ордена Трудового

Красного Знамени авиационный инсти-. тут им. акад. С.П. Королева (53) 620. 179. 14 (088 .8) (56) Дорофеев А.Л. и др. Электромагнитная дефектоскопия. M: Машинострое- ние, 1980, с. 127-130.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1089504, кл. G 01 N 27/90, 1984. (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ДЕФЕКТОВ В ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИХ

ИЗДЕЛИЯХ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ . (57) 1. Электромагнитный способ обнаружения дефектов в электропроводящих изделиях, заключающийся в том, что с помощью вихретокового преобразователя, включенного в контур автогенератора, в контролируемом иэделии возбуждают вихревые токи и используют амплитуду выходного напряжения автогенератора и отклонение частоты автогенерации от заданного значения для формирования сигнала о наличии дефекта, отличающийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности, удаляют вихретоковый преобразователь от электропроводящего изделия и при минимальном значении емкости в эмиттерной цепи автогенератора определяют значение частоты автогенерации, помещают вихретоковый преобразователь на контролируемое изделие, измеряют отклонение частоты автогенерации от опреде ленного значения, периодически изменяют емкость в эмиттерной цепи автогенератора и выделяют значение емкости, соответствующее заданному. значению амплитуды выходного напряжения автогенератора, последовательно преобразуют выделенное значение емкости и отклонение частоты в напряжение так, чтобы при уСтановке вихретокового преобразователя на бездефектный участок контролируемого изделия у результирующего напряжения отсутствовала модуляция, а о наличии дефекта судят по величине переменной составляющей результирующего напряжения .

1176232 телю отклонения частоты последовательно соединенными коммутатором, цифроаналоговым преобразователем, управляемым аттенюатором, усилителем переменного напряжения и индикатором, выходы блока управления соедине ны с входами кодоуправляемого магазина емкостей, блока памяти и управляющим входом управляемого аттенюатора, а выход блока памяти подключен к второму входу коммутатора.

2. Устройство для обнаружения дефектов в электропроводящих изделиях, содержащее автогенератор с вихретоковьм преобразователем в колебательном контуре, кодоуправляемый магазин емкостей, подключенные к выходу автогенератора компаратор амплитуды и измеритель отклонения частоты, блок памяти, порключенный к выходу компаратора амплитуды, и блок управления, отличающееся тем, что оно снабжено подключенными к измериСпособ осущс ствляют следующим образом.

Емкость в эмиттерной цепи автогенератора 1 изменяется так, как показано на фиг. 3. От значения емкости зависит коэффициент усиления в автогенераторе 1 и амплитуда выходного напряжения. На участке плавного иэменения емкости, при некотором значении емкости, амплитуда выходного напряжения становится равной заданному значению (при котором чувствительность автогенератора 1 к наличию дефекта максимальна) . Это значение емкости запоминают.

Затем емкость в эмиттерной цепи автогенератора достигает максимального значения (фиг.3) и некоторое время остается неизменной. В это время вывьщеляют отклонение частоты автоколебаний от того значения, которое было при удалении электромагнитного преобразователя от электропроводящих изделий. В это же время (при.максимальной емкости) преобразуют вьщеленное и запомненное значение емкости в напряжение.

Во время следующего интервала вре Устройство для обнаружения дефектов в электропроводящих изделиях содержит автогенератор 1 с вихретоковым преобразователем в колебательном контуре (не показан), цифровой измеритель 2 отклонения частоты, компаратор 3 амплитуды, блок 4 памяти, кодоуправляемый магазин 5 емкостей, блок 6 управления, коммутатор 7 цифровык сигналов, управляемый аттеню30 атор 8, синхронный детектор 9, цифроаналоговый преобразователь 10 напряжения, усилитель 11 переменного нап ряжения и индикатор 12. мени (в течение которого емкость главно изменяется) производят преобразование вьщеленного отклонения частоты автогенерации в напряжение.

Сформированное таким образом, напряжение является модулированным с двумя уровнями, пропорциональными вьщеленным значениям емкости и отклонения частоты. Для подавления модуляции сформированного напряжения ослабляют напряжение с переменным коэффициентом

В состав аттенюатора 8 входят три резистора 13-15 и транзисторный ключ

16.

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано при дефектоскопии в электропроводящих изделиях.

Цель изобретения — повышение раз:. решающей способности.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства для обнаружения дефектов в электропроводящих изделиях; l0

На фиг. 2 — принципиальная схема управляемого аттенюатора;

На фиг. 3 — временная диаграмма емкости на выходе кодоуправляемого магазина емкости; 15

Ка фиг. 4 — зависимость емкости в эмиттерной цепи .автогенератора при оптимальном усилении от отклонений частоты автогенерации при максимальном усилении. 20!

176232 4 для блока 4 памяти (по этому сигналу блок 4 памяти производит запоминание цифрового кода, находящегося в этот момент на его информационных входах). На информационный вход блока 4 памяти поступает цифровой код со входа кодоуправляемого магазина

5 емкостей. Кодоуправляемый магазин

5 емкостей формирует выходную емкость, пропорциональную цифровому коду на его входе. Аналоговый выход магазина 5 емкостей соединен с автогенератором 1 (между эмиттером и общей шиной). На вход магазина 5 емкостей поступает цифровой код с выхода блока 6 управления. Блок 6 управления формирует цифровой код, изменяющейся по времени так же, как и емкость магазина 5 (фиг.3) . Кроме того, блок 6 управления формирует тактовую последовательность прямоугольных симметричнык импульсов, соответствующих полупериодам работы устройства. Последовательность тактовых импульсов с выхода блока 6 управления поступает на входы коммутатора 7, управляемого аттенюатора 8 и синхронного детектора 9.

Коммутатор 7 осуществляет подключение цифровых выходов измерителя 2 отклонений частоты и блока 4 памяти к входу цифроаналогового преобразователя

10 напряжения. В первый полупериод на вход преобразователя 10 поступает цифровой код, пропорциональный отклонению частоты автогенерации от запомненного значения, а во второй полупериод на вход преобразователя

10 поступает цифровой код из блока

4 памяти, в котором хранится код, пропорциональный значению емкости в эмиттерной цепи автогенератора при равенстве амплитуды выходного напряжения автогенератора заданному значению. Цифроаналоговый преобразователь 10 формирует аналоговое выходное напряжение, пропорциональное цифровому коду на его входе. Таким образом, на выходе преобразователя

10 формируется модулированное напряжение с двумя уровнями, пропорциональными выделенным значениям емкости и отклонения частоты. Модулированное напряжение с выхода преобразователя

10 поступает на вход управляемого аттенюатора 8. осл;.бления. Во время плавного измене.ния емкости в эмиттерной цепи автогенератора (фиг. 3) задают один коэффициент ослабления, а при максимальной емкости — другой коэффициент ослабления. Значения коэффициентов ослабления выбирают таким образом, .чтобы при установке электромагнитного преобразователя на бездефектный участок контролируемого изделия мо- !О дуляция ослабленного напряжения отсутствовала.

При изменении мешающих факторов (например, зазора между электромагнитным преобразователем и поверхно- !5 стью контролируемого изделия) проис— ходит пропорциональное изменение уровней сформированного напряжения (фиг.4). При этом ослабленное нап— ряжение не имеет модуляции. На де- 20 фектном участке контролируемого изделия соотношение между выделенными значениями емкости и отклонения частоты становится иным и не соответствует выбранным значениям коэффици- 25 ентов ослабления напряжения. В результате этого в ослабленном напряжении появляется переменная составляющая (модуляция). Эту переменную составляющую усиливают и.по ней су- 3б дят о наличии, виде и размере дефекта.

Устройство для обнаружения дефектов в электропроводящих изделиях работает следующим образом.

В колебательный контур автогенератора 1 включен вихретоковый преобразователь, представляющий собой катушку индуктивности, расположенную на стержневом ферритовом сердеч- 4О нике.

Выходное напряжение с автогенератора 1 поступает на входы измерителя

2 отклонения частоты и компаратора 3 амплитуды. Измеритель 2 отклонения 4> частоты осуществляет преобразование,: частоты автогенерации в цифровой код, запоминание значения частоты автоколебаний при удалении электромагнитного преобразователя от электропроводящих предметов и выделяет отклонение текущего значения частоты автоколебаний от запомненного значения. Компаратор 3 амплитуды выделяет момент равенства амплитуды N выходного напряжения автогенерато ра 1 заданному значению и формирует в этот момент управляющий сигнал

Изменяя сопротивление переменного резистора 45, можно регулировать со1176232

Юыха8! м ая усиленаl

У лри армс. усилении

ВНИИПИ Заказ 6384 Тираж 897 Подписное филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä, ул. Проектная, 4

f отношение двух значений коффициентов ослабления. Значение коэффициента ослабления изменяется при открывании и закрывании транзисторного ключа 16. При установке электромагнитного преобразователя на бездефект-! ную зону контролируемого изделия регулируют сопротивление резистора 15 таким образом, чтобы в выходном напряжении аттенюатора 8 отсутствовала . модуляция. При изменении мешающих факторов на бездефектной зоне контролируемого изделия соотношение между уровнями модулированного напряжения на выходе преобразователя 10 остается неизменным, а на выходе аттенюатора 8 отсутствует модуляция.

При наличии дефекта в зоне контро,ля электромагнитного преобразовате.ля соотношение между выделенными значениями емкости и отклонения частоты становится иным. Соответственно изменяется соотношение между уровнями модулированного напряжения на

/ выходе преобразователя 10. В этом случае на выходе аттенюатора 8 появ5 ляется модуляция напряжения. Это переменное напряжение поступает на вход усилителя 11 переменного напряжения, а с выхода усилителя 11 переменное напряжение поступает на !

О вход синхронного детектора 9. В синхронном детекторе 9 производят фазочувствительное выпрямление выходного напряжения усилителя 11. На выходе синхронного детектора 9 форми15 руется постоянное напряжение, величина и полярность которого зависят от вида и размера обнаруженного дефекта. Это напряжение поступает на вход индикатора 12, который вы20 дает информацию оператору.

Сигнализация о наличии дефекта производится индикатором 12 в звуковой и световой форме.