Магнитотелевизионный дефектоскоп

 

МАГНИТОТЕЛЕВИЗИОННЫЙ ДЕФЕКТОСКОП , содержащий П-образный электромагнит , источник постоянного тока, магниточувствительный узел, выполненный в виде матрицы и расположенный в межполюсном пространстве электромагнита, последовательно соединенные амплитудный селектор и видеоконтрольный блок, блок развертки , выход которого соединен с управляющими входами магниточувствительной матрицы и видеоконтрольного блока, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности к поверхностным и подповерхностным дефектам, он снабжен последовательно соединенными парафазным усилителем, детектором и избирательным усилителем, включенными между выходом магниточувствительной матрицы и входом амплитудного селектора, последовательно соединенными датчиком магнитного поля, расположенным в межполюсном пространстве электромагнита, блоком сравнения, регулятором тока и катушками компенсации магнитного поля, расположенHbiNm у полюсов электромагнита в его межполюсном пространстве, и задатчиком тока, подключенным к второму входу блока сравнения, источник постоянного тока подключен к второму входу регулятора тока, второй выход которого подсоединен с обмотке электромагнита, причем элементы магниточувствительной матсл рицы выполнены в виде ферритовых сердечников с немагнитным зазором и с прямоугольной петлей гистерезиса , каждый сердечник прошит системой , горизонтальных и вертикальных адресных проводов, одновитковой выходной обмоткой, проходящей в напра.влении диагонали матрицы, и проводом 1Ш1Ш перемагничивания, намотанной встречно горизонтальным CD Isd адресным проводам, начала горизонтальных и вертикальных адресных проводов и шины перемагничивания образуют управлякяций вход магниточувствительной матрицы, а их концы заземлены.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

1SiiW G 01 N 27/82

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3718892/25-28 (22) 28.03,84 (46) 15.09.85. Бюл. ¹ 34 (72) В.В.Клюев, Ю.И.Шкарлет, А.A.Àáàêóìîâ и P.Ã.Âèëüäàíîâ (71) Уфимский нефтяной институт (53) 620.179.14(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 175267, кл. G 01 N 27/90, 1963.

Авторское свидетельство СССР № 859904, кл ° G 01 N 27/90, 1979. (54) (57) ИАГНИТОТЕЛЕВИЗИОННЫЙ ДЕФЕКТОСКОП, содержащий П-образный электромагнит,. источник постоянного тока, магниточувствительный узел, выполненный в виде матрицы и расположенный в межполюсном пространстве электромагнита, последовательно соединенные амплитудный селектор и видеоконтрольный блок, блок развертки, выход которого соединен с управляющими входами магниточувствительной матрицы и видеоконтрольного блока, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности к поверхностным и подповерхностным дефектам, он снабжен последовательно соединенными парафазным усилителем, детектором и избирательным усилителем, включенными между выходом магниточувствительной матри„„Я0„„1179201 А цы и входом амплитудного селектора, последовательно соединенными датчиком магнитного поля, расположенным в межнолюсном пространстве электромагнита, блоком сравнения, регулятором тока и катушками компенсации магнитного поля, расположенными у полюсов электромагнита в его межполюсном пространстве, и задатчиком тока, подключенным к второму входу блока сравнения, источник постоянного тока подключен к второму входу регулятора тока, второй выход которого подсоединен с обмотке электромагнита, причем элементы магниточувствительной матрицы выполнены в виде ферритовых сердечников с немагнитным зазором и с прямоугольной петлей гистерезиса, каждый сердечник прошит системой. горизонтальных и вертикальных адресных проводов, одновитковой выходной обмоткой, проходящей в направлении диагонали матрицы, и проводом шины перемагничивания, намотанной встречно горизонтальным адресным проводам, начала горизонтальных и вертикальных адресных проводов и шины перемагничивания

i образуют управляющий вход магнитФ чувствительной матрицы, а их концы заземлены.

1179201, Изобретение относится к средствам контрольно-измерительной техники и может быть применено для контроля качества структуры ферромагнитных материалоь и изделий. 5

Цель изобретения — повышение чувствительности преобразователя к поверхностным и подповерхностным дефектам путем улучшения выявляемости дефектов.

На фиг. 1 представлена блок-схема дефектоскопа; на фиг. 2 — конструктивное выполнение магниточувствительного узла, на фиг..3 — ферритовый сердечник с немагнитным зазором.

Устройство содержит изделие 1 контроля, магниточувствительный узел 2, катушки 3 компенсации магнитного поля и датчик 4 магнитного поля, между которыми последовательно включены 20 блок 5 сравнения,и регулятор 6 тока, задатчик 7 тока, подключенный к блоку 5 сравнения, П-образный электромагнит 8, в межполюсном пространстве которого расположены магниточувствительный узел 2, катушки 3 и датчик 4> источнпк 9 постОянного тока, подключенный к второму входу регулятора

6, второй выход которого подсоединен к обмотке электромагнита 8, последо- 30 вательно соединенные парафазные усилитель 10, детектор 11, избиратель- ный усилитель 12, «мплитудный селек тор 13, видеоконтрольный блок 14, подключенные к выходу магниточувстви-3> тельного узла 2, и блок 15 развертки, .подключенный к управляющим входам магниточувствительного узла 2 и видеоконтрольного блока 14.

Магниточувствительный узел 2 вы полнен в виде матрицы (фиг. 2) из ферритовых сердечников 16 c немагнитным зазором (фиг. 3) и с прямоугольной петлей гистерезиса, каждый сердечник 16 прошит системой горизонтальных 17 и вертикальных 18 адресных проводов, одновитковой выходной обмоткой 19, и проводом шины 20 перемагничивания., намотанной встречно горизонтальным адресным проводам

17, начала горизонтальных 17 и вертикальных 18 адресных проводов и шины перемагничивания образуют управляющий вход магниточувствительного узла 2, у а их концы заземлены.

Дефектоскоп работает следующим образом.

Работа магнитотелевизионного дефектоскопа основана на методе высших гармоник, предлагающем одновременное намагничивание изделия переменным и постоянным магнитными полями.

Магниточувствительный узел 2, выполненный на эластичной основе, располагают на поверхности изделия

1 контроля (фиг. 1). Блок 15 развертки подает совпадающие во времени импульсы тока амплитудой 1щд (?щ — полный ток, необход мый для полного перемагничивания сердечника) на горизонтальный 17 и вертикальный

18 адресные провода (например, на входы Х< и Y<). Тогда ферритовый сердечник 16 с прямоугольной петл",-.й гистерезиса и немагнитным зазором порядка 3-5 мкм, расположенный на пересечении этих адресных проводов, перемагничивается из одного насыщенногО сОстОЯниЯ +Ву в IIpoTHBoIIoJIQK ное -В . При этом в выходной обмотке

19 наводится ЭДС электромагнитной индукции. На величину ЭДС оказывают влияние выхревые токи, возникающие в иэделии 1 непосредственно в зоне немагнитного зазора под действием изменяющегося во времени магнитного поля сердечника при перемагничивании (фиг.3) . Магнитное поле вихревых токов Boздействует на выходную обмотку 19, наводя в ней ЭДС, которая изменяет по амплитуде ЗДС, возникающую в выходной обмотке 19, от перемагничивания сердечника. Сердечник, выполненный с немагнитным зазором, необходим для концентрации электромагнитного поля, возникающего при периодическом пе.. емагничивании сердечника, что позволяет выявлять трещины с раскрытием, соразмерным с шириной немагнитного зазора. Кроме того, сердечник с немагнитным зазором необходим для усиления воздействия электромагнитного поля вихревых токов на выходную обмотку

19. В следующий момент времени блок

15 развертки подает полутоковые импульсы на входы Х и У2, при этом перемагничивается сердечник, расположенный на пересечении этих проводов. Таким образом, сердечник за сердечником считывает сигнал с первой строки, затем со второй, и в течение кадра (полукадра) происходит опрос всех сердечников магниточ вствительного узла. В конце кад1179-01 ра (полукадра) блок 15 разверток подает мощный токовый импульс в шину 20 перемагиичивания для одновременного перемагничивания всех сердечников матрицы в исходное 5 магнитное состояние. Сигнал с выходной обмотки 19 подается в парафазный усилитель 10 для усиления, затем выпрямляется детектором ii, усиливается избирательным усилителем 10

12, настроенный на вторую гармонику, а через амплитудный селектор 13 поступает в видеоконтрольный блок

14. При отсутствии дефекта в изделии 1 контроля сигналы от всех .15 сердечников матрицы будут одинаковы го амплитуде и при синхронной развертке луча видеоконтрольного блока 14 на экране будут наблюдать световое поле равномерного свечения. щ

При наличии дефекта в изделии 1 изменяется траектория вихревых токов, следовательно, изменяются электромагнитное поле вихревых токов и ЗДС, наводимая электромагнитным полем вих- 25 ревых токов в выходной обмотке. На экране видеоконтрольного блока l4 при этом изменяется интенсивность свечения в соответствующих местах.

Яркость светового пятна регулируется амплитудным селектором 13.

Подмагничивание электромагнитом

8 постоянного тока необходимо для повышения чувствительности дефектсскопа методом высших гармоник, а также для выягления дефектов, залегающих на глубине. Без подмагничивания.постоянным магнитным полем выявить глубинные дефекты невозможно, так как электромагнитное поле 40 немагнитного зазора сердечника не может войти глубоко в металл из-за потерь на вихревые токи. Благодаря о подмагничиванию постоянным магнитным полем изделие 1 доводится практи- 5 чески до состояния, близкого к магнитному насыщению. В результате этого увеличивается глубина проникновения переменного магнитного поля, а в выходном сигнале увеличивается амплитуда высших гармоник, прежде всего второй ° Кроме того, выявление глубинных дефектов становится возможным еще потому, что в постоянном магнитном поле появляется поле рассеяния глубинного дефекта, намагничивающее и изменяющее величину, остаточной . магнитной индукции ферритового сердечника, а следовательно, и ЭДС перемагничивания.

Магнитное поле рассеяния поверхностных дефектов убывает с удалением от поверхности изделия 1 во много раз быстрее, чем поле глубинных дефектов, поэтому влияние поля рессеяния поверхностных дефектов на выходную обмотку 19 и ферритовые сердечники 16 слабо и выявление .поверхностных и подповерхностных дефектов объясняется только механизмом вихревых токов и выделением второй гармоники.

Установление в изделии 1 необходи мой индукции производится регулятором 6, изменяющим силу тока в электромагните 8, поступающего от источника 9 тока. Для повышения чувствительности ферритовых сердечников к внешним электромагнитным и магнитным полям необходимо создать такое " поле рассеяния электромагнита Н р которое бы по величине приближалось или равнялось коэрцитивной силе материала сердечника. Для поддержания величины Но постоянной и равной коэрцитивной силе ферритового сердечника служит датчик 4 магнитного поля, представляющий собой потокочувствительную магнитную головку, сигнал которой поступает в блок 5 сравнения, где сравнивается с заданным значением, соответствующим заданной величине Но, и поступающим от задатчика 7. В случае неравенства сигнала датчика 7 и сигнала задания их разность подается в регулятор

6 тока, автоматически изменяющий силу тока в компенсационных катушках 3.

1179201 Гираж 897 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5б65/44

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

Составитель В.Филинов

Редактор И.Петрова Техред И.Нинц Корректор Е.Сирохман