Многослойный матричный вихретоковый преобразователь для неразрушающего контроля

 

Изобретение может быть использовано в системах малокадрового телевидения для неразру1мающего контроля электропроводящих объектов. Цель изобретения - повышение точности контроля. На общую подложку 2 устанавливают слоями диэлектрические пленки 3 со спиральными катушками 1 индуктивности. Слои с катуи1кам11 1 индуктивности установлены таким образом , что (N+1)/2 слоев сдвинуты относительно первого слоя 5 на величину 2uX/N+1 по координате X, а (N+1)/2 слоев сдвинуты относительно того же слоя 5 на величину 2uY/N+1 по координате Y, где N - число слоев преобразователя; х и ДУ - таг элементов матрицы по координатам X и Y соответственно. Считывая информацию с катушек индуктивности только определенных слоев преобразователя , можно изменить частоту дискретизации рельефа электромагнитного поля дефектов. 3 ил. (О сл со сл со 1 оо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (51) 4 С 01 И 27/90

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

) 13 ., ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4088371/25-28 (22) 11.07.86 (46) 15.12.87. Бюл. № 46 (71) Московский энергетический институт (72) В.В.Сухоруков и С.А.Филист (53) 620.179.14(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 903759, кл. G Oi N 27/90, 1980. (54) МНОГОСЛОЙНЫЙ МАТРИЧНЫЙ ВИХРЕТОКОВЬЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ НЕРАЗРУШАИЩЕГО КОНТРОЛЯ (57) Изобретение может быть использовано в системах малокадрового телевидения для неразрушающего контроля электропроводящих объектов.

Цель изобретения — повышение точности контроля. На общую подложку 2 устанавливают слоями диэлектрические пленки 3 со спиральными катушками 1 индуктивности. Слои с катушками 1 индуктивности установлены таким образом, что (N+1)/2 слоев сдвинуты относительно первого слоя 5 на вели— чину 2(X/И+1 по координате Х, а (И+1)/2 слоев сдвинуты относительно того же слоя 5 на величину 2ау/У+1 по координате У, где N — число слоев преобразователя; лХ и p Y — шаг элементов матрицы по координатам Х и Y соответственно. Считывая информацию с катушек индуктивности только определенных слоев преобразователя,можно изменить частоту дискретизации рельефа электромагнитного поля дефектов. 3 ил.

1359731

Изобретение относится к вихретоковой дефектоскопии и может найти

М-1 слоев 6 (один слой) — по коор2

2АУ динате Y на величину

N+1 где

5X hY — шаг элементов матрицы соответственно по координате Х и Y.

Дефектоскоп, в состав которого в качестве первичного преобразователя входит ММВТП 7, содержит последовательно соединенные мультиплексор 8, входы которого подключены к выходам

ММВТП 7, ЭВМ 9, телеиндикатор 10, анализатор 11 изображения и блок 12 разверток, выход которого подключен к мультиплексору 8.

Возбудитель (не показан) возбуждает вихревые токи в объекте контроля (не показан), которые генерируют

ЭДС в катушках индуктивности слоев

П1, П2,...,ПИ ММВТП 7. В начальный момент мультиплексор 8 управляется блоком 12 разверток таким образом, что опрашиваются элементы катушки только одного слоя, например П1.Значения ЭДС,считанные с элементов (П1) вводятся в ЭВМ 9, которая обрабатывает этот массив и синтезирует изображение на экране телеиндикатора 10.

Необходимо убедиться, насколько адективно полученное изображение. Чтобы

55 применение в качестве первичного преобразователя в системах мелкокадрового телевидения для неразрушающего контроля электропроводящих объектов.

Цель изобретения — повышение точности контроля за счет снижения шага дискретизации рельефа электромагнитного поля дефектов.

На фиг. 1 показан многослойный матричный вихретоковый преобразователь, содержащий три слоя катушек;на фиг. 2 — то же, вид сверху; на фиг. 3 — дефектоскоп, в состав которого входит преобразователь.

Многослойный матричный вихретоковый преобразователь (ММВТП) содержит спиральные катушки 1 индуктивности,установленные слоями (N = 3) на гибкой подложке 2 и покрытие диэлекN — 1 трической пленкой 3, слоев

4 матрицы (в данном случае один слой) смещены относительно первого слоя 5

2ьХ по координате X на величину „,а синтезируемое изображение было арех тивно, частота дискретизации, определяемая шагом элементов ММВТП, не должна быть меньше найквистовской.

Найквистовская частота определяется наивысшей гармоникой, присутствующей в пространственном спектре электромагнитного поля дефекта. Таким образом, чтобы убедиться, приемлем ли шаг дискретизации, необходимо априорно знать пространственный спектр дефекта. Однако это осуществить не представляется возможным по следующим причинам. Во-первых,в теории электромагнитного поля не существует метода, позволяющего аналитически определить хотя бы одномерные пространственные спектральные характеристики даже дефектов простейшей формы.

Во-вторых, аналитическое определение спектральных характеристик требует априорных сведений о типе дефекта, что невозможно сделать на началь— ном этапе контроля.

В результате возникает необходимость в разработке методов определения адекватности частоты дискретизации по полученному изображению дефекта. Эту задачу позволяет решить применение ММВТП. Необходимо не только определить адекватную частоту дискретизации,но эта частота должна быть минимальна, так как неоправданное завышение частоты дискретизации ведет к значительному увеличению времени синтеза изображения, что может привести к неспособности системы контроля работать в реальном масштабе времени. Эту задачу также позволяет решить применение ММВТП.Одним из возможных методов оптимизации частоты дискретизации является градиентный метод, заключающийся в анализе пространственной производной синтезируемого изображения. Если интервал квантования равен целому полутону, то при достижении минимума пространственной производной дальнейшее уменьшение шага дискретизации не ведет к увеличению точности контроля. Пространственная производная в данном случае является дискретной функцией и представляется в виде

1359731 — пространственная производная в ячейке растра с координатой — номер полутона в точке где

N !

xV(X1, У ) (2) Задача проверки условия (2) выполняет анализатор 11 изображения. В простейшем случае функции анализатора 11 изображения может выполнять оператор. Если изображение, полученное на экране телеиндикатора 10,не удовлетворяет условию (2), то àíà- 4р лизатор 11 изображения переключает блок 12 разверток, последний управляет мультиплексором 8 таким образом, что на вход ЭВМ 9 поступает информация со второго слоя П2.Так 45 как слой П2 сдвинут относительно

2дХ слоя П1 на величину, „,то шаг

К+1 дискретизации по координате Х уменьшается.Например, при N = 50 раза.

После того, как шаг дискретизации уменшился в два раза анализатор 11 изображения опять определяет, удовлетворяет ли полученное изображению условию (2), и если условие (2) не выполняется,то блок 12 разверток опрашивает мультиплексор 8 таким образом,что информация в ЭВМ

5 -.1-ъ

N — номер полутона в точке

1" 1, 1

i — 1, N „°, — номер полутона в точке

j — 1; 10 Õ и L!,Y — шаг дискретизации по координате Х и Y соотвественно.

Отметим,что функция (1) в общем случае зависит от направления обхода 15 ячеек растра и может быть неоднозначна. Очевидно, что минимум функции (1) достигается в нуле. Следовательно, если функция (1) обратилась в нуль, то дальнейшее снижение шага 2р дискретизации не ведет к повышению точности контроля. Таким образом, условием оптимальности шага дискретизации является обращение в ноль пространственной производной, т.е. 25

Р1 n(+3 деленных слоев.

ММРТП 7 из числа опрошенных и таким образом формируют наборы изображений с последовательно ухудшающимся разрешением. Для сравнения полученных изображений могут быть использо— ваны различные критериальные функции, как было показано в примере.Иерархическая обработка начинается с анализа изображений, имеющих самый низкий уровень разрешения. При обработке изображений выбирается ряд наиболее вероятных точек локализации дефекта на каждом уровне. На последующих уровнях вычисления производятся только для тех точек, которые были выбраны на предыдуц!их уровнях.

Поэтому число обрабатываемых точек быстро уменьшается, что обеспечивает высокую вычислительную эффективность иерархических алгоритмов.

Формула изобретения

Многослойный матричный вихретоковый преобразователь для неразрушаюц!его контроля, содержащий спиральные катушки индуктивности,установленные

И слоями на гибкой подложке и покрытие диэлектрической пленкой,о т л и ч а ю шийся тем,что, с целью повышения точности контроля, N-1 слоев матрицы смещены относи2 тельно первого слоя по координате

2дХ N — 1

Х на величину

И+1 слоев по координате Y на величину

2дУ где дХ и Y — шаг эле—

N+1 ментов матрицы соответственно по координате Х и координате У, а число

N слоев в матрице нечетное.

9 считывается уже с трех слоев П1

ПЗ,чтобы шаг дискретизации по координате Y также уменьшился в два раза.

Описанные действия повторяют, пока условие (2) не выполнится.

Предлагаемое устройство может быть использовано в иерархической системе контроля, т.е. в системе, в которой шаг дискретизации не уменьшается, а увеличивается. В этом случае мультиплексор 8 вначале вводит информацию в ЭВМ 9 со всех слоев

ММВТП 7. Затем шаг дискретизации увеличивают посредством исключения опре1359731

Составитель И. Рекунова

Редактор Т.Парфенова Техред M.Ìoð åíòàë Корректор С.Черни

Заказ 6150/47 Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, москва, )!(-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4