Способ неразрушающего контроля проводящих изделий

 

Изобретение относится к технике . неразрушающего контроля методом вихревых токов и может быть использовано для толщинометрии, дефектоскопии , структуроскопии и технической диагностики проводящих неферромагнитных и ферромагнитных изделий . Целью изобретения является повышение точности контроля путем одновременной отстройки от влияния зазора между изделием и вихретоковым преобразователем и от его перекоса . Измеряя зазоры в трех точках, расположенных симметрично вокруг оси вихретокового преобразователя, находят угол его перекоса и центральный зазор и с помощью пропорциональных им электрических сигналов корректируют выходной сигнал вихретокового преобразователя, 3 ил. о (Л с ю 00 :о 00 ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (бц 4 G 01 N 27/90

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2l) 3847772/25-28 (?2) 21.01.85 (46) 15.02.87. Бюл. Ф 6 (71) Днепропетровский государствен" ный университет им 300-летия воссоединения Украины с Россией (72) А.Г,Лайзерович и А.И.Никитин (53) 620.179,14(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 340954, кл. G 01 И 27/87, 1970.. (54) СПОСОБ НЕРАЗРУ111АЮЩЕГО КОНТРОЛЯ

ПРОВОДЯЩИХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к технике неразрушающего контроля методом вихревых токов и может быть использовано для толщинометрии, дефек„,SU»1289820 тоскопии, структуроскопии и технической диагностики проводящих неферромагнитных и ферромагнитных изделий. Целью изобретения является повьппение точности контроля путем одновременной отстройки от влияния зазора между изделием и вихретоковым преобразователем и от его перекоса. Измеряя зазоры в трех точках, .расположенных симметрично вокруг оси вихретокового преобразователя, находят угол его перекоса и централь. ный зазор и с помощью пропорциональ, ных им электрических сигналов кор ректируют выходной сигнал вихретоко,, вого преобразователя. 3 ил.

1 128

Изобретение относится к неразрушающему контролю методом вихревых токов и может быть использовано для толщинометрии, дефектоскопии, структуроскопии и технической диагностики проводящих неферромагнитных и ферромагнитных изделий.

Цель изобретения - повышение точности контроля изделий путем одновременной отстройки от влияния перекоса, зазора и электропроводности, На фиг. 1 представлены годографы вносимого в преобразователь напряжения П в зависимости пт изменения вн обобпенного параметра,=КГЙРр (где R — - наружный радиус ВТП; частота тока возбуждения; G — удельная электропроводность изделия; магнитная постоянная). при нормированной толщине изделия Т, Ò/R — . (кривая E), от изменений электропроводности б (кривая ЕЕ), толщины Т аг

О (кривые III и IV), зазора h =h, /R (кривая V) и угла перекоса d. (кривая VI) на фиг, 2 — структурная схема устройства для осуществления способа; на фиг. 3 — условно показан ВТП в виде окружности с центром в точке 0 и точки А, В, С измерения зазоров.

Устройство состоит иэ последовательно соединенных генератора 1, вихретокового преобразователя (ВТП)

2, усилителя 3, фазочувствительного выпрямителя 4, управляемого фазовращателя 5, выход которого соединен с- вторым входом фазочувствительного выпрямителя 4, один вход подключен к генератору 1, а другой — через управляемый резистор 6 к выходу фазочувствительного выпрямителя 4,емкостных преобразователей 7, 8 и 9, имеющих жесткую механическу связь с вихретоковым преобразователем 2, их выходы подключены к преобразователям 10, 11 и 12 емкости в электрические сигналы, соединенным своими выходами с входами вычислительного блока 13, его вьгходы через функциональные преобразователи 14 и 15 соединены с двумя входами сумматора

16, третий вход которого подключен к выходу фаэочувствительного выпрямителя 4, а выход — к индикатору 17.

Способ применительно к решению задачи измерения толщины проводящих неферромагннтных изделий осуществляется следующим образом.

9820

35 2

Вихретоковый преобразователь 2 возбуждают переменным током, размещают его над объектом контроля и измеряют выходной сигнал. Симметрично оси ВТП 2 в трех точках, лежаших в вершинах равностороннего треугольника в плоскости, перпендикулярной оси ВТП 2, измеряют величины зазора.

На фиг. 3 показан условно ВТП 2 в виде окружности с центром в точке О, точки А, В и С измерения зазоров являются вершинами равностороннего треугольника, произвольно повернутого вокруг своего центра 0 и лежащего в плоскости 1б1, наклоненной на некоторый угол d. относительно совпадающей с поверхностью контролируемого изделия плоскостью 7. Поскольку три точки А, В и С, принадлежащие плоскости И, однозначно определяют ее положение в пространстве (в данном случае относительно плоскости V), 1 е измерив зазоры АА =h,, ВР =и и

СС =h, можно вычислить угол перекоса dэ и центральный зазор h =00 представляющий собой расстояние между центром рабочего торца ВТП 2 и поверхностью изделия. На фиг. 3 для упрощения плоскость треугольника АВС совпадает с плоскостью торца ВТП 2, хотя в общем случае они могут быть сдвинуты параллельно на расстояние й, Угол .перекоса о и центральный зазор h определяют из выражений:

2 h +h +h>-(h>h>+h>h>+h

И=а s1iï,1ГЗ

Ъ

h = -(h +h +h ) + —.—

3 s in .

Анализ способа определения центрального зазора Ь и угла перекоса

d. показывает, что:при симметричном расположении точек А, В, С измерения зазоров h,„ h, и h относитель но оси ВТП 2, т.е; в том случае, когда она проходит через центр 0 равностороннего треугольника АВС, указаннще выражения оказываются ин.— вариантными по отношению к h, h-, h . Другими словами, перемена мест измерения h» h и h при повороте системы вокруг своей оси например, перемещение h в точку А,,h, — в

В и Ь,. — в С и т.д,) не оказывает влияния на структуру выраженийаЭто облегчает техническую реализацию способа,так как нет необходимости устанавливать очередность иэмере1289820 ния h,, h, h и учитывать соотно1 Э шение между нчми.

Устройство решает задачу вихретокового контроля толщины проводящих неферромагнитных изделий следующим образом.

Генератор 1 питает переменным

Ф током ВТП 2, выходной сигнал которого через усилитель 3 подается на один иэ входов фазочувствительного 10 выпрямителя 4. Опорное напряжение, ортогональное кривой II влияния электропроводности б (фиг. 1),подается на второй вход фазочувствительного выпрямителя через регулируемый 15 фазовращатель 5, питаемый генератором 1. Выходной сигнал устройства, обусловленный изменением толщины, определяется как проекция соответствующего участка кривой III на линию 20

7 опорного напряжения и через сумматор 16 поступает на индикатор 17.

При изменении толщины направление линии влияния электропроводности несколько изменяется (перемещается 25 годограф III) и. чтобы сохранить ортогональность к ней линии 7 опорного напряжения, .фазовращатель 5 подстраивается с помощью управляемого резистора 6, вход которого под- Зр ключен к выходу фазочувствительного выпрямителя 4.

При появлении зазора и перекоса

ВТП 2 изменяются емкости преобразова. телей 7, 8 и 9, и на выходах преобразователей 10, 11 и 12 появляются электрические сигналы, пропорциональные. величинам зазоров h,, h д и Ь..

Эти сигналы поступают на вход вычислительного блока 13, в котором они щ преобразуются в величины, пропорциональные углу перекоса о и центральному зазору h,. .При малых углах пере", коса выражение для Ы может быть упрощено с учетом того, что с =агсз пх

= х. Функциональные преобразователи

14 и 15; подключенные к выходам вы- . числительного блока 13 соответствующим h,, и d- позволяют сформировать сигналы, пропорциональные проекциям участков голографов 5 и 6 (фиг. 1) зазора и угла перекоса на прямую 7.

Выходные сигналы функциональных преобразователей 14 и 15, поданные на входы сумматора 16, осуществляющего алгебраическое сложение, позволяют скомпенсировать влияние перекоса и зазора на выходной сигнал фазочувствительного выпрямителя 4, поступающий через этот сумматор на индикатор

17 и несущий информацию о толщине изделия.

Формула и з о б р е т е н и я

Способ неразрушающего контроля проводящих изделий, заключающийся в том, что в непосредственной близости от вихретокового преобразователя устанавливают и жестко соединяют с ним емкостный датчик зазора, преобразуют изменение емкости этого датчика в электрический сигнал и используют его для корректировки сигнала вихретокового преобразователя, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности контроля изделий путем одновременной отстройки от влияния перекоса, зазора и электропроводности, измеряют величины зазоров в трех различных точках, расположенных симметрично оси вихретокового преобразователя в плоскости, перпендикулярной к ней, по взаимному положению этих точек и величинам зазоров находят угол перекоса вихретокового преобразователя и усредненный зазор между ним и поверхностью изделия, формируют с помощью функциональных преобразователей два комйенсирующих сигнала, один из которых пропорционален усредненному зазору, а другой, противофазный ему, пропорционален углу перекоса, и по разности сигналов вихретокового преобразователя и укаэанных компенсирующих сигналов определяют значение контролируемого параметра.

1289820

Составитель И.Рекунова

Редактор М.Петрова Техред Н.Глущенко Корректор В.Бутяга

Заказ 7865/22 Тираж 799 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений.. и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, оектная 4