Устройство для вихретокового контроля

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИХРЕТОКОВОГО КОНТРОЛЯ, содержащее соединенные последовательно генератор синусоидального тока,вихретоковый,1реобразователь и усилитель, фазовращатель , подключенньй к генератору, линеаризатор и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности измерений, оно снабжено последовательно соединенными блоком вьщеления составляющих вносимого напряжения, входы которого подключены к выходам усилителя и фазовращателя, а выход - к линеаризатору, измерителем зазора, сумматором, квадратором и делителем напряжения, второй вход которого подключен к выходу линеаризатора , а выход - к индикатору, и блоком опорного напряжения, выход которого подключен к второму входу сумматора.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУВЛИН g g G 01 N 27/40

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Ilo делАм изОБРе п=ний и ОтнРытий

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Я (/ 1 1 ь..

f (21) 3780056/25-28 (22) 10.08.84 (46) 30.12.85. Бюл. 9 48 (71) Научно-исследовательский институт интроскопии (72) В.О.Арбузов, В.А.Коровяков и B.Ê.Ôåäîñåíêî (53) .620.179.14(088.8) (56) Дорофеев А.Л. Индукционная толщинометрия. М.: Энергия. 1978, с. 67.

Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Справочник,йод ред. В.В.Клюева, кн. 2, М.: Машиностроение, 1976, с. 129, (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИХРЕТОКОВОГО КОНТРОЛЯ, содержащее соединенные последовательно генератор сиI.ЯО 1201 794 A нусоидального тока,.вихретоковый пре- образователь и усилитель фазовращатель, подключенный к генератору, линеаризатор и индикатор, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено последовательно соединенными блоком выделения составляющих вносимого напряжения, входы которого подключены к выходам усилителя и фазовращателя, а выход - к линеаризатору, измерителем зазора, сумматором, квадратором и делителем напряжения, второй вход которого подключен к выходу линеаризатора, а выход — к индикатору, и блоком опорного напряжения, выход которого подключен к второму входу сумматора.

1201794

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения электромагнитных параметров электропроводящих магнитных объектов. для контроля по ним физико-механических свойств ферромагнитных объектов.

Цель изобретения — повыщение точности измерений путем исключения влияния изменений зазора между ВТП и объектом контроля.

На чертеже приведена блок-схема устройства для вихретокового контроля.

Устройство для вихретокового контроля содержит последовательно соединенные генератор 1 синусоидального тока, вихретоковый преобразователь 2, усилитель 3, блок 4 выделения составляющих вносимомого напряжения, измеритель 5 зазора сумматор 6, квадратор 7, делитель

8 напряжений и индикатор 9, а также линеаризатор 10, вход которого подключен к выходу блока 4 выделения составляющих вносимого напряжения, а выход — к второму входу делителя 8 напряжений, Фазовращатель 11. входом подключенный к выходу генератора 1 синусоидального напряжения, а выходом — к второму входу блока 4 выделения составляющих вносимого напряжения, и блок 12 опорного напряжения, выход . которого подключен к второму входу сумматора 6.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 синусоидального напряжения запитывает вихретоковый преобразователь 2. его выходной сигнал усиливается усилителем 3 и поступает на блок 4 выделения составляющих вносимого напряжения, на второй вход которого поступает опорный сигнал от фазовращателя ll, его выходные сигналы являются пропорциональными составляющими векf тора вносимого напряжения Ugg. Такими составляющими могут слу,кит амплитуда и угол фазы относительно вектора тока возбуждения. С помощью фазовращателя ll опорное напряжение устанавливается синфаэно вектору . Далее сигналы, пропорциональные составляющим Йм, поступают одновременно на входы линеаризатора

10 и измерителя 5 в зазоре. Линеариэатор 10 осуществляет преобразование сигнала,: пропорционального углу фазы вносимого напряжения, .в сигнал, пропорциональный отно!пению

5 удельной электрической проводимости 6 к локальной магнитной проницаемости )»», а выходной сигнал изме-. рителя 5 зазора прямо пропорционален расстоянию между торцом вихретокового преобразователя 2 и объектом контроля (на чертеже не показан)) и поступает на первый вход сумматора

6, где алгебраически складывается с некоторым опорным напряжением !

5 блока 12. Результат суммирования поступает на вход квадратора 7, где возводится в квадрат, и подается на первый вход делителя 8 напряжений.

Выходной сигнал делителя 8 напря20 жений поступает на индикатор 9.

Таким образом, функция преобра" зования сигналов ВТП имеет вид: б Р (сС) л-с

25 (1 где b — зазор, C — постоянная.

Р(о ) = —

Р

30 при некотором фиксированном зазореЬ .

Известно, что вносимое в накладной вихретоковый преобразователь напряжение может выражаться через параметры объекта контроля следующим образом: и " "!5т (Х)1(x,pie """ )х, (>) о . где — постоянная, 40 у () — функция Бесселя первого рода первого порядка

>tu. x+ 1 >

У=

«р ° x +Jy

B = < 1)"- 1 - ) 6; — радиус ВТП, У .=4О Ю (— „) Н

50,) — круговая частота.

Применив к »2) обобщенную тео= рему о среднем с учетом комплексного характера у(» р) и с учетом условия

У »1) A>)), B.=Rup. 6 (последнее часто имеет на практике!, можно записать:

1201794

" =с н 1 о еЧ Qk) о -31 „, рх где

-Юани 4 1 Q С) (ц) (5) ф

+с

Сравнивая (1) и 5), можно заметить, что с точностью до некоторого постоянного множителя М

Составитель 10.Глазков

Редактор Л.Пчелинская Техред С еМигунова Корректор Г.Решетник

Тираж 896 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 8001/47

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

Уо °

) ( х — средняя точка. на =R <+ьб ; У= f 1, (x)е ""Нх о

Решение L 3) относительно ло/% имеет вид:

=Яр(51и 41 (+1

М(4 где К вЂ” угол фазы 03ч.

Анализ (4 ) показывает, что х является функцией только параметра Ь», причем с высокой степенью точности можно положить

:Х =—

О. h„+C где 1, С вЂ” постоянные.

Таким образом, Функция преобразования входных сигналов линеаризатора 10 вполне может быть ограничена видом !6).

Однако задача линеаризации выходной зависимости линеаризатора 10 может быть решена и любым другим

10 известным способом, например, используя кусочно-линейную и либо полиномиальную апроксимацию зависимости Р=Р(а ), Для измерителя зазора можно предположить функцию преобразования сигналов иэ решения (3) относительно 11м .

ttl . . (рн — +о мыс 4 1 см )

1 где A!U „I, 3; — постоянные.

Однако задача измерения h может быть решена и другими способами, например, используя магнитное взаимодействие с объектом контроля.

2 При контроле таким устройством ферромагнитных изделий вариации зазора могут достигать величины R, при этом дополнительная погрешность измерений параметра /у», по которому ведется контроль,,составляет 37.