Устройство для дефектоскопии ферромагнитных деталей

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G Ol N 27 90

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3Щ (21) 4158112/25-28 (221 08 ° 12.86 (46) 30.04,88. Бюл. У 16 (71) Омский институт инженеров желез" нодорожного транспорта (72) В. А. Исаков, P. А. Ахмеджанов, Ю. А. Попков и А, А. Булдаков (53) 620.179.14(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1035503, кл. G Ol N 27/90, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕФЕКТОСКОПИИ

ФЕРРОМАГНИТНЫХ ДЕТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к неразру„„80„„1 2487 А1 шающему контролю материалов и изделий . Цель изобретения — повышение достоверности контроля за счет автоматического выбора оптимального режима контроля. Эта цель достигается благодаря использованию контура самонастройки, образованного вторым преобразователем 7 и амплитудным детектором 8, а также дифференциальным усилителем 9, компаратором 10, генератором 11 линейно изменяющегося напряжения, элементом 12 памяти, сумматором

l3 и ждущим мультивибратором 15. 4 ил.

1392487

Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и изделий и может быть использовано для обнаружения дефектов в ферромагнитных дета5 лях с необработанной сложной поверх-, ностью, в частности в литых стальных деталях ходовых частей железнодорожных вагонов.

Целью изобретения является повыше- lp ние достоверности контроля за счет автоматического выбора оптимального режима контроля по частоте возбуждения вихретокового преобразователя.

На фиг. 1 изображена функциональ- 15 ная схема устройства; на фиг. 2 — амплитудно-частотные характеристики вихретоковых преобразователей на воздухе; на фиг. 3 — то же, на металле; на фиг. 4 — временные диаграммы, поясня- 20 ющие работу устройства °

Устройство содержит последовательно соединенные управляемый по частоте генератор 1, первый вихретоковый преобразователь 2, первый амплитудный 25 детектор 3, блок 4 анализа приращения сигнала и индикатор 5, фазовый детектор 6, входы которого подключены к выходу генератора 1 и к выходу преобразователя 2, а выход соединен с вто- 30 рым входом блока 4, последовательно соединенные второй вихретоковый преобразователь 7, второй амплитудный детектор 8, дифференциальный усилитель

9, второй вход которого соединен с выходом первого амплитудного детектора 3, компаратор 10, генератор 11 линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН)

) элемент 12 памяти и сумматор 13, выход которого подключен к управляющему 40 входу генератора 1, источник 14 опорного напряжения (ИОН), выход которого подключен к второму входу сумматора

13, и ждущий мультивибратор 15, вход которого подключен к выходу компара 45 тора 10, а выход соединен с вторым входом элемента 12 памяти.

Устройство работает следующим образом, Первый вихретоковый преобразователь 2 является рабочим и устанавливается на контролируемую поверхность детали, а второй вихретоковый преобразователь 7 располагается вдали от контролируемой поверхности (на воздухе). При включении устройства, когда оба преобразователя 2 и 7 находятся вдали от контролируемой поверхности, их амплитудно-частотные характеристики практически совпадают. При этом на входе генератора 1 имеет место напряжение U (фиг ° 4), которое преобразуется в синусоидальный сигнал с частотой f „ = К U, где K — коэффициент преобразования генератора 1, и на выходах преобразователей 2 и 7 появляются практически равные напряжения, которые после преобразования детекторами 3 и 8 поступают на входы дифференциального усилителя 9. На выходе последнего формируется сигнал напряжения, близкий к нулевому, который поступает на вход компаратора 10.

При входном напряжении компаратора

10, меньшем порогового значения, на его выходе поддерживается нулевой уровень сигнала, который поступает на входы ГЛИН 11 и мультивибратора

15. При этом ГЛИН 11 закрыт, т.е. на его выходе уровень сигнала близок к нулевому, мультивибратор 15 не возбужден, элемент 12 памяти повторяет на своем выходе нулевой сигнал с

ГЛИН 11, поэтому сумматор 13 передает на вход генератора 1 только сигнал

Uö„„ с выхода ИОН 14.

При установке преобразователя 2 на деталь его амплитудно-частотная характеристика смещается в сторону низких частот, в результате чего между входами дифференциального усилителя 9 появляется перепад напряжений который вызывает срабатывание компаратора 10 и формирование на его выходе сигнала U . Передним фронтом этого сигнала осуществляется запуск

ГЛИН 11. Так как на управляющем входе элемента 12 памяти сигнал отсутствует, а коэффициент его передачи при этом равен единице, то он пропускает нарастающее напряжение U с выхода

ГЛИН 11 на вход сумматора 13. На выходе последнего формируется результирующее напряжение U< которое вызывает повышение частоты генератора 1. 1тот процесс длится до тех пор, пока выходные сигналы преобразователей 2 и 7 не сравняются при частоте f . В этот момент выходное напряжение дифференциального усилителя 9 становится меньше порогового, компаратор 10 воз зращается в исходное состояние, запуская задним фронтом своего импульса ждущий мультивибратор 15, переводя

:элемент 12 памяти в режим хранения входного напряжения Ц и запирая

ГЛИН 11. На время действия выходного

I 39?487

Фне. 2 импульса мультивибратора 15 на выходе сумматора 13 устанавливается значение результирующего напряжения, определяющего рабочую частоту f генератора 1. 5

Таким образом, в режиме холостого хода генератор 1 настраивается на частоту f „, в режиме установки на металл рабочего преобразователя 2— на частоту f, которая является опти- 1р мальной для осуществления контроля дедетали, так как это значение удовлетворяет условию отстройки от влияния зазора и обеспечивает максимальную чувствительность к дефектам деталей иэ данного материала. Далее, в течение времени Т (фиг. 4) осуществляется режим контроля, в процессе которо" го в блоке 4 анализа приращений выделяется информация об изменении ампли- 20 туды и фазы сигнала преобразователя

2, которая выводится на индикатор 5.

По окончании действия выходного импульса мультивибратора 15 элемент 12 памяти переводится снова в режим от- 25 слеживания выходного сигнала ГЛИН 11, уровень которого после сброса импульса U становится близким к нулевому, следовательно, на выходе сумматора

13 снова устанавливается напряжение

U è частота генератора 1 скачком уменьшается до значения f . На выходе усилителя 9 вновь устанавливается напряжение разбаланса Ь11, и с этого момента начинается режим самонастройки, длительность которого равна

Т „ (фиг. 4). Работа устройства в этом режиме аналогична описанному ранее процессу и периодически повторяется через время Т + T, 40

Периодическое повторение режима самонастройки позволяет периодически обеспечивать установку оптимального режима контроля (выбор 1 . н за и< 1г тоР сти от материала детали, отстройк» от влияния зазора и максимальная чув— ствительность к дефектам) и адаптировать режим контроля к изменившимся условиям, причем все эти операции осуществляются автоматически. (Формула изобретения

Устройство для дефектоскопии ферромагнитных деталей, содержащее последовательно соединенные генератор, вихретоковый преобразователь, амплитудный детектор, блок анализа приращений сигнала и индикатор, и фазовый детектор, входы которого подключены соответственно к выходам генератора и преобразователя, а его выход соединен с вторым входом блока анализа приращений сигнала, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля, оно снабжено последовательно соединенными вторым вихретоковым преобразователем, подключенным к выходу генератора, вторым амплитудным детектором, дифференциальным усилителем, второй вход которого соединен с выходом перв ro амплитудного детектора, компаратором, генератором линейно изменяющегося и»пряжения, элементом памяти и сумматором, выход которого подключен к входу генератора, источником опорного напряжения, выход которого подключен к второму входу сумматора, и ждущим мультивибратором, вход которого подключен к выходу компаратора, выход мультивибратора соединен с вторым входом элемента памяти и третьим входом блока анализа приращений сигнала, а генератор выполнен управляемым по частоте.

1392487 и, Фиг. Ч

Составитель В. Крапивин

Редактор И. Рыбченко Техред И.Верес Корректор В. Бутяга

Заказ 1887/49 Тирам 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам ивобретений и открытий

113035, Иосква, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

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