Устройство для вихретоковой дефектоскопии

 

Изобретение относится к средствам вихретокового контроля проводящих материалов и изделий и может быть использовано для контроля поверхностных трещин в режиме автоматического сканирования поверхности изделия. Целью изобретения является увеличение производительности контроля за счет вьщеления импульсных характеристик объекта. Сигнал с первичного преобразователя поступает на аналого-цифровой преобразователь 4 следящего типа. Если скорость изменения информационного сигнала не превышает его быстродействия, то напряжение с компаратора 5 поступает на селектор 11 и в каждом такте ме

СО 03 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (Я) 4 G 01 N 27/90

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4009466/25-28 (22) 22.01.86 (46) 07.05,87. Бюл. NR 17 (72) В.С.Хандецкий, А.Т.Гречка, В.А.Пепеляев, И.Н.Суменкова и Л.П.Комарова (53) 620.179. 14(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

497537, кл. G 01 N 27/90, 1975.

Авторское свидетельство СССР

В 1111094, кл. G 01 N 27/90, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИХРЕТОКОВОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ (57) Изобретение относится к средствам вихретокового контроля прово—

„„Я0„„1308885 А1 дящих материалов и изделий и может быть использовано для контроля поверхностных трещин в режиме автоматического сканирования поверхности изделия. Целью изобретения является увеличение производительности контроля за счет выделения импульсных характеристик объекта. Сигнал с первичного преобразователя поступает на аналого-цифровой преобразователь 4 следящего типа. Если скорость изменения информационного сигнала не превышает его быстродействия, то напряжение с компаратора 5 поступает на селектор 11 и в каждом такте ме1308885 няет направление счета, а выходной код практически постоянен. При появлении дефекта тактовые импульсы накапливаются, после чего появляется сигнал управления дефектоотметчика

14. Одновременно начинает накапли- ваться код последовательного приближения в блоке 8 выделения разности сглаженных отсчетов. В это время схеИзобретение относится к средствам вихретокового неразрушающего контроля проводящих материалов и изделий из них и может быть использовано для контроля поверхностных трещин в углеграфитовых композитах в режиме автоматического сканирования поверхности изделия.

Целью изобретения является увеличение производительности контроля в !О автоматическом режиме за счет выделения импульсных характеристик дефекта.

На чертеже представлена структурная схема устройства для вихретоковой дефектоскопии.

t5

Устройство для вихретоковой дефектоскопии содержит последовательно соединенные генератор 1 гармонического напряжения, резонансную систему 2 с вихретоковым преобразователем, схе- 20 му 3 амплитудного преобразования сигнала и аналого-цифровой преобразователь 4, состоящий из компаратора 5, первый вход которого подключен к выходу схемы 3 амплитудного преобразования сигнала, реверсивного счетчика

6, управляющий вход которого соединен с выходом компаратора 5, и цифроаналогового преобразователя 7, вход которого подключен к выходу реверсивного счетчика 6, а выход — к второму входу компаратора 5. Устройство содержит соединенные последовательно блок 8 выделения разности сглаженных отсчетов, информационный вход которого со- 35 единен с выходом реверсивного счетчика 6, и регистр 9. Кроме того, устройство содержит последовательно соединенные конъюнктор 10, селектор

11, триггер 12 режима, формирователь 40

13 кода, дефектоотметчик 14 и схему ма 15 формирования сигнала запрета блокирует передачу до окончания режи— ма накопления. Пля фиксации импульсных характеристик используется блок

16 выделения импульсной характеристики дефекта, позволяющий запоминать в регистраторе 18 только разности сглаженных отсчетов, т.е ° импульсную характеристику дефекта. 1 ил.

15 формирования сигналов запрета, первый вход которой> объединен с входом дефектоотметчика 14 и третьим входом реверсивного счетчика 6 и подключен к прямому выходу триггера

12 режима, второй вход объединен с вторым входом конъюнктора 10 и под— ключен к инверсному выходу триггера

i2 режима, третий вход схемы 15 фор— мирования сигналов запрета объединен с входом сброса триггера 12 режима и поцключен к управляющему выходу формирователя 13 кода, выход данных которого соединен с входом реверсив— ного счетчика 6, а выход схемы 15 формирования сигналов запрета подключен к тактовому входу регистра 9. Управляющие входы селектора 11 и формирователя 13 кода объединены и подключены к выходу компаратора 5. Устройство также содержит блок 16 выде— ления импульсной характеристики дефекта, первый вход которого подключен к регистру 9, а второй вход — к выходу реверсивного счетчика 6, блок

17 управления, первый выход которого соединен с четвертым входом схемы !5 формирования сигналов запрета, первым входом конъюнктора 10 и тактовыми входами формирователя 13 кода и реверсивного счетчика 6, второй выход блок 17 управления подключен к вто— рому входу блока 8 выделения разности сглаженных отсчетов, а третий выход блока 17 управления подключен к пятому входу схемы 15 формирования сигналов запрета, регистратор 18, под— ключенный к выходу блока 16 выделения импульсной характеристики дефекта,третий вход которого подключен к формирователю 13 кода.

1308885

Схема 15 формирования сигналов запрета содержит последовательно соединенные конъюнктор 19, счетчик 20, триггер 21, дизъюнктор 22 и второй конъюнктор 23. Входы коньюнктора 19 являются вторым и третьим входами схемы 15 формирования сигналов запрета. Установочный вход триггера 21 является первым входом схемы 15 формирования сигналов запрета, Второй ®0 вход дизъюнктора 22 является третьим входом схемы 15 формирования сигналов запрета. Второй вход конъюнктора

23 является пятым входом схемы 15 формирования сигналов запрета, а выход конъюнктора 23 является выходом этой схемы.

Блок 16 выделения импульсной характеристики дефекта содержит соединенные последовательно регистр 24, 20 компаратор 25 и формирователь 26 импульсов, схему 27 совпадения, элемент 28 задержки, триггер 29 и коньюнктор 30. Информационный вход регистра 24 является вторым входом бло- ка 16 выделения импульсной характеристики дефекта. С информационным входом регистра 24 объединен первый вход компаратора 25. Первый вход схемы 27 совпадения является первым входом блока 16 выделения импульсной характеристики дефекта. Выход компаратора 25 соединен с вторым входом схемы 27 совпадения. Выход формирователя 26 импульсов соединен со счет- 35 ным входом триггера 29, а также с установочным входом регистра 24. Первый вход конъюнктора 30, объединенный с входом элемента 28 задержки, является третьим входом блока 16 вы- 10 деления импульсной характеристики I дефекта. Второй вход конъюнктора 30 подключен к инверсному выходу триггера 29, установочный вход которого соединенс выходом элемента 28 задержки.

Выход конъюнктора 30 подключен к управляющему входу регистра 24. Выход схемы 27 совпадения является выходом блока 16 выделения импульсной характеристики дефекта. 50

Устройство работает следующим образом.

При автоматическом сканировании бездефектной поверхности материала (не показано) скорость изменения выходного напряжения схемы 3 амплитудного преобразования сигнала не превышает быстродействия аналого-цифрового преобразователя 4. При этом на прямом выходе триггера 12 реж ма— логический "0", на инвесрном выходе логическая "t" . Тактовые импульсы с выхода блока 17 управления через конь. юнктор 10 проходят на счетный вход селектора 11. Вьгходное напряжение компаратора 5, поступающее на управляющий вход селектора 11, изменяет направление счета (суммирование или вычитание тактовых импульсов) в зависимости от того, превышает напряжение на первом входе компаратора 5 компенсирующее напряжение на втором входе или наоборот. Если быстродействия аналого-цифрового преобразователя 4 хватает и отслеживание его входного напряжения идет с точностью + 1 младutего разряда,то выходной уровень компаратора 5 на каждом такте изменяется (на каждом такте компаратор 5 меняет свое состояние на противоположное). При этом на каждом такте меняется направление счета селектора 11 и его выходной код практически сохраняет свое значение.

Если напряжение на первом входе компаратора 5 изменяется с такой скоростью, что компенсирующее напряжение на втором входе его не догоняет (дефект в зоне контроля), то выходной уровень компаратора 5 сохраняется неизменным. При этом селектор

1t производит накопление тактовых импульсов в одном направлении. При накоплении определенного числа импульсов (например 16) на выходе селектора 1 I появляется импульс (селектор как бы выделяет шестнадцатый импульс), который устанавливает триггер 12 режима в единичное состояние, Селектор 11 при этом возвращается в исходное состояние. Появление логического "0" на инверсном выходе триггера t2 режима закрывает конъюнктор

10 для тактовых импульсов. !

Логическая "t" с прямого выхода триггера 12 режима устанавливает формирователь 13 кода в рабочее состоя, ние и он начинает формировать код последовательного приближения. Код последовательного приближения поступает на вход установки разрядов реверсивного счетчика 6, а так как при этом на.установочном входе реверсивного счетчика 6 присутствует логическая "1", то этот код передается на

1308885 вход цифроаналогового преобразователя 7. Одновременно с этим с выхода триггера 12 режима логическая "1" по ступает на дефектоотметчик 14, который отмечает место расположения дефектаа.

В следящем режиме блок 8 выделения разности сглаженных отсчетов накапливает результаты измерений на каждом такте тактовых импульсов и формирует код последовательного приближения. При этом триггер 12 режима находится в единичном состоянии. Логическая 1 поступающая HB уста новочный S-вход триггера 21, устанавливает его в единичное состояние, при этом на инверсном выходе триггера

21 — логический "0". После окончания формирования кода последовательного приближения на управляющем выходе формирователя 13 кода формируется импульс, который поступает на третий вход схемы 15 формирования сигналов запрета, т.е. на вход дизъюнктора

22. Длительность .этого импульса равна периоду тактовых импульсов, поэтому соответствующий управляющий импульс проходит через конъюнктор 23 на управляющий вход регистра 9 и соответствующее этому моменту значение разности поступает на выход регистра

9. Так как блок 8 выделения разности сглаженных отсчетов работает с задержкой, то после отсчета с помощью кода последовательного приближения необходимо пропустить N тактов, Это осуществляется с помощью схемы 15 формирования сигналов запрета.

На входы 2 и 4 схемы, т.е. на входы 40 конъюнктора 19, поступает соответственно уровень с инверсного выхода триггера 12 режима и тактовые импульсы. 1(огда цифровые отсчеты вновь начинают поступать, триггера 12 режима переходит в нулевое состояние, на его инверсном выходе появляется логическая единица и тактовые импульсы начинают поступать на счетчик 20. На выходе . счетчика 20 выделяется N-й импульс, который поступает на синхронизирующий вход триггера 21. А так как при этом на прямом выход триггера 12 режима — логический "0,. то в момент поступления синхроимпульса триггер

21 переходит в нулевое состояние и логическая "1" с его .инверсного выхода поступает через дизъюнктора22 на вход конъюнктора 23. При этом соответствующий управляющий импульс поступает через конъюнктор 23 на управляющий вход регистра 9, перемещая разность сглаженных отсчетов на его выход. Для фиксации импульсных характеристик используется блок 16 выделения импульсной характеристики дефекта. При работе триггер 29 находится в нулевом состоянии, на его инвертирующем выходе — логическая "1", но так как на другом входе конъюнктора 30 импульсов нет, то информация на выход регистра 24 не передается, При этом на выходе этого регистра установлено наибольшее значение кода.

На выходе компаратора 25 при этом— уровень логического "0" и информация через схему 27 совпадения на регистратор 18 не проходит. При наличии дефекта в зоне контроля происходит резкое изменение выходного напряжения схемы 3 амплитудного преобразо вания сигнала. Триггер 12 режима переходит в единичное состояние и начинает формирование уравновешивающего кода последовательного приближения.

При окончании формирования кода на управляющем выходе формирователя 13 кода появляется импульс, который поступает на вход 3 блока 16 выделения импульсной характеристики дефекта.

A так как на выходе триггера 29 в этот момент -логическая "1", то этот импульс проходит на управляющий вход регистра 24, передавая на его выход разность сглаженных отсчетов, соответствующую моменту появления первого отсчета последовательного приближения, т..е. первого крутого участка модуляционной характеристики дефекта, имеющей колоколообразный вид.

В зависимости от того, насколько крутыми являются следующие участки модуляционной характеристики, с выхода реверсивного счетчика поступают отсчеты, сформированные либо с помощью следящего аналого-цифрового преобразователя 4,либо с использованием кода последовательного приближения, но в любом случае на восходящем участке модуляционной характеристики по величине они превышают значение первого отсчета, записанного в регистре

24. В этом. случае на выходе компаратора 25 — логическая "1" и информация через схему 27 совпадения проиходит на регистрацию. Этот же процесс продолжается и на нисходящей ветви моду1308885

Составитель 1О.Ãëàçêoâ

Техред Л.Олейник Корректор Н,Король

Редактор Л. Гратилло

Заказ 1790/34 Тираж 777 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород,ул.Проектная,4 ляционной характеристики до тех пор, пока текущие значения кода не станут меньше первого отсчета последовательного приближения . Как только текущее значение станет меньше этого отсче- 5 та, компаратор 25 перебрасывается в

"0", по отрицательному перепаду формирователем 26 импульсов формируется импульс, который переводит триггер

29 в нулевое состояние (триггер ус- 10 тановлен в единичное состояние задержанным импульсом с управляющего выхода формирователя 13 кода) и одновременно устанавливает максимальное значение кода на выходе регистра

24. Таким образом, на регистратор 18 передаются значения разности сглаженных отсчетов, описывающие только импульсную характеристику дефекта, а не процесс контроля бездефектных 20 участков материала.

Формула изобретения

Устройство для вихретоковой дефектоскопии, содержащее последовательно соединенные генератор гармонического напряжения., резонансную систему с вихретоковым преобразователем, схему амплитудного преобразования сигнала и аналого-цифровой преобразователь, состоящий из соединенных последовательно компаратора, первый вход которого является входом аналого-цифрового преобразователя, реверсивного 35 счетчика и цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к второму входу компаратора, соединенные последовательно блок управления, выход которого подключен к управляю- - 40 щему входу реверсивного счетчика, блок выделения разности сглаженных отсчетов, второй вход которого подключен к выходу реверсивного счетчика, и регистра, а также регистратор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью увеличения производительности контроля в автоматическом режиме, оно снабжено блоком выделения импульсной характеристики дефекта, первый вход которого подключен к регистру, второй вход соединен с выходом реверсивного счетчика, а выход подключен к регистратору, схемой формирования сигналов запрета, управляющий вход которой подключен к блоку управления, а выход соединен с тактовым входом регистра, соединенными последовательно конъюнктором, селектором, триггером режима, прямой выход которого подключен к первому входу схемы формирования сигналов запрета, а инверсный выход соединен с вторыми входами конъюнктора и схемы формирования сигналов запрета, и формирователем кода, выход которого подключен к входу данных реверсивного счетчика, управляющий выход соединен с входом сброса триггера режима и третьими входами схемы формирования сигналов запрета и блока выделения импульсной характеристики дефекта, счетный вход формирователя кода объединен с первым входом конъюнктора и четвертым входом схемы формирования сигналов запрета и подключен к выходу блока управления, вход управления формирователя кода объединен с входом управления селектора и соединен с выходом компаратора, и дефектоотметчиком, вход которого объединен с третьим входом реверсивного счетчика и подключен к прямому выходу триггера режима.