Вихретоковый структуроскоп
Вихретоковый структуроскоп предназначен для контроля физико-механического состояния и химического состава материалов и изделий и позволяет повысить информативность контроля . Вносимое напряжение вихретокового преобразователя 2, возбуждаемого генератором 1 обрабатывается по двум каналам. В одном канале, состоящем из фазовращателя 3 и фазового детектора 4 с примененным коэффициентом передачи, формируется сигнал, пропорциональный фазе вносимого напряжения . Во втором канале, состоящем из амплитудного детектора 8, квадратора 9 и сумматора 10, на второй вход которого подается постоянное напряжение от блока 7 опорного напряжения, формируется сигнал, зависящий от квадрата амплитуды выходного напряжения преобразователя. С выходов каналов сигналы поступают на делитель 5 и величина, пропорциональная их отношению, отображается на индикаторе 6. Схема структуроскопа реализует функцию преобразований выходного напряжения преобразователя , имеющую следующий вид: . Кг+А где К и К - постоянные коэффициенты: i (Л VV- Л 4 1 Мг arctg )и,и г действительная и мнимая составляющие комплексной магнитной проницаемости . 1 ил. tc о 00 ел о 00
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ)(РЕСПУБЛИК
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
И ABTGPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
К< А cos d. к +А Ъ с Ч = енты; действительная и мнимая составляющие комплексной магнитной проницаемости. 1 ил.
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3815324/25-28 (22) 22. 11. 84 (46) 30,01.86. Бюл. Р 4 (71) Научно-исследовательский институт интроскопии (72) В.О.Арбузов, А.С.Бакунов и В.А.Коровяков (53) 620. 179. 142(088. 8) (56) Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Справочник под ред. В.В.Клюева. — M. Машиностроение, 1976, кн.2.
Бакунов А.С., Беляев А.Г., Останин Ю.Я, Прибор для сортировки сплавов по маркам.- Заводская лаборатория, 1984, У 1, с.46-49. (54) ВИХРЕТОКОВЫЙ СТРУКТУРОСКОП (57) Вихретоковый структуроскоп предназначен для контроля физико-механического состояния и химического состава материалов и изделий и позволяет повысить информативность контроля. Вносимое напряжение вихретокового преобразователя 2, возбуждаемого генератором 1 обрабатывается по двум каналам. В одном канале, состоящем иэ фазовращателя 3 и фазового детектора 4 с примененным коэффици„„SU„„1208503 А (51)4 G 01 N 27 90 ентом передачи, формируется сигнал, пропорциональный фазе вносимого напряжения. Во втором канале, состоящем из амплитудного детектора 8, квадратора 9 и сумматора 1О, на второй вход которого подается постоянное напряжение от блока 7 опорного напряжения, формируется сигнал, зависящий от квадрата амплитуды выходного напряжения преобразователя.
С выходов каналов сигналы поступают на делитель 5 и величина, пропорциональная их отношению, отображается на индикаторе 6. Схема структуроскопа реализует функцию преобразований выходного напряжения преобразователя, имеющую следующий вид: где К, и К вЂ” постоянные коэффици1 208503
Изобретение относится к неразрушак>щему контролю качества и может быть использовано для контроля физикомеханического состояния и химичесu«- fx;Xxie """р р,9.,xldx, Xil о где j
h мнимая единица; 10 постоянный коэффициент, определяемый параметрами вихретокового преобразователя и режимом его работы; функция Бесселя первого рода 45 первого порядка; переменная интегрирования; нормированный зазор между преобразователем и изделием; 50 функция влияния материала, выражаемая следующим образом: кр- х" Р9. 1 =
xJ x*+jfi9.
R dp,8 — обобщенный параметр, характеризующий удалького состава материалов и изделий.
Цель изобретения — повышение информативности контроля.
На чертеже показана структурная схема вихретокового структуроскопа. 10
Вихретоковый структуроскоп содержит последовательно соединенные автогенератор 1, накладной вихретоковый преобразователь 2, фазовращатель 3, фазовый детектор 4, второй 19 вход которого подключен к выходу автогенератора 1, делитель 5 напряжений и индикатор 6, блок 7 опорного напряжения и последовательно соединенные амплитудный детектор 20
8, вход которого подключен к выходу накладного вихретокового преобразователя 2, квадратор 9 и сумматор
10, второ: вход которого подключен к выходу блока 7 опорного напряже- 25 нкя, а выход соединен с вторым входом делителя 5 напряжений.
Структуроскоп работает следующим образом.
Для накладного вихретокового ЗО преобразователя с обмотками одинаковых радиусов R пренебрежимо малого сечения, расположенного над ферромагнитным полупространством, вносимое напряженке вырржается следующим образом: ную электрическую проводимость 6 комплексная относитель- ная магнитная пронкцаI емость (p-- г4» — jp ) .
С учетом обобщенной теоремы о среднем из (1)
tlxÄ.—.XxCP 9 х f fx (xle «Лк, u) а де х, — некоторая средняя точка (х,e.(O, )) .
Введем обозначение
Ф = /1„ (х >е" d y, (,1 о
Положим p ))1 и р,>)1 9 что часто
1 имеет место на практике, Тогда из (2) с учетом (3) можно записать л-совФ+ ising
Ь (р — аа р+с о 9 9 + j в 3-пЧ (4) 1
ReUs+ +j j U a+j
+ —,—; 9 =arctg--2 » (4) на выражесоберем оти мнимые члены, Умножкм обе части ние р + сов 1 + j sin% и дельно действительные
Получим
ap --", sin+- а соя f+ Ь
sin Я
x2pp — Ьр = фсовФ+ Ъ. cos× -I- Ь sin9, (6) напряжения;
arctg Ь/а — угол фазы вносимого напряжения.
Решение (7) относительно tg P дает
2 ФА саво
tgЧ = 2. < 9 2» (8) или в общем виде
k»А cosM
tg Ч --. — --- — -- — (k = const k
k2. + А 9
const) (9)
Схема структуроскопа реализует функцию (9) преобразований сигнала преобразователя, связывающую составляющие вносимого напряжения с комплексной магнитной проницаемостью материала, Автогенератор 1 питает синусоидальным током преобразователь
2. С его выхода вносимое напряжение, несущее информацию о параметрах контролируемого изделия, поступает одноСовместное решение (5) и (6) относительно Ф дает
j1
Ч.«= --- A(ctg+co.sf+ 1 + ctg 1 сов о . (7) где А = а + Ь вЂ” амплитуда вносимого
208503
Составитель Я.Крапивин
Редактор Л.Авраменко Техред С.Мигунова Корректор С.Шекмар
Заказ 252/55 Тираж 778 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 о
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
3 1 временно на вход амплитудного детектора 8 и через фазовращатель 3 на вход фазового детектора 4, передаточная характеристика которого описывается формулой
U = 1с. А соаК, где к — коэффициент передачи; А— амплитуда вносимого в преобразователь 2 напряжения; с в разность фаз входных напряжений; 0 — выходное напряжение детектора.
Опорное напряжение на фазовый детектор 4 подается с выхода автогенератора 1. Сигнал с выхода амплитудного детектора.8 через квадратор 9 поступает на один из входов сумматора 10, на другой вход которого подается постоянное напряжение определенной величины с выхода блока 7 опорного напряжения. Сигналы с выходов сумматора 10 и фазового детектора 4 поступают на входы делителя 5 напряжений, а сигнал с его выхода, пропорциональный отношению входных, поступает на индикатор
6, Формула изобретения
Вихретоковый структуроскоп, содержащий последовательно соединенные автогенератор, накладной вихретоковый преобразователь, фазовраща10 тель и фазовый детектор, второй вход которого подключен к выходу авто генератора, а также индикатор, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения информативности
1 контроля, он снабжен блоком опорного напряжения и последовательно соединенными амплитудным детектором, вход которого подключен к выходу накладного вихретокового преобразователя, квадратором, сумматором, второй вход которого подключен к выходу блока опорного напряжения, и делителем напряжений, вторсуЪ вход которого подключен к выходу фазового детектора, а выход соединен с индикатором.
