Устройство для двухчастотной вихретоковой дефектоскопии металлических изделий

 

Изобретение относится к оборудованию для неразрушающего контроля металлических изделий вихретоковым методом и может быть использовано в авиации, машиностроении и других областях техники с целью дефектоскопии. Изобретение позволяет повысить точность контроля за счет уменьшения искажений информационного сигнала и расширить диапазон глубин контроля за счет снижения зависимости величины искажений от частоты возбуждающих полей и возможности расширить поэтому диапазон рабочих частот задающих генераторов. Достижение цели изобретения обеспечено тем, что устройство дополнительно снабжено двумя сумматорами и тремя умножителями, а содержащиеся в устройстве задающие генераторы вьтолнены с вторыми квадратурными выходами. Сформированный с помснцью этих элементов опорный сигнал после перемножения с сигналом вихретокового преобразователя содержит сое составляюпще с частотой и), не зависящие от частот задающих генераторов. После вьщеления полосовым фильтром эти составляющие образуют информационный сигнал, поступающий на индикатор установки. 1 ил. с (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ае а>

151) 4 С 01 N 27 90

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ . г

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н А ТО С ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ (21) 4189661/25-28 (22) 03.02.87

1 (46) 30.07.88. Бюл,. В 28 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро Физико-механического института им. Г.В.Карпенко и Физико-механический институт им. Г.В.Карпенко

I (72) В.Н. Зыбов, А.Я.Тетерко, Л.Я.Иизюк и В.Н.Учанин (53) 620 ° 179, 14(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 896530, кл. G 01 N 27/90, 1979.

Авторское свидетельство СССР

В 1265587, кл. G 01 N 27/90, 1985 ° (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДВУХЧАСТОТНОЙ

ВИХРЕТОКОВОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ ИЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к оборудованию для неразрушающего контроля металлических иэделий вихретоковым методом и может быть использовано в авиации, машиностроении и других областях техники с целью дефектоскопии, Изобретение позволяет повысить точность контроля за счет уменьшения искажений информационного сигнала и расширить диапазон глубин контроля за счет снижения зависимости величины искажений от частоты возбуждающих полей и возможности расширить поэтому диапазон рабочих частот задающих генераторов. Достижение цели изобретения обеспечено тем, что устройство дополнительно снабжено двумя сумматорами и тремя умножителями, а содержащиеся в устройстве задающие генераторы выполнены с вторыми квадратурными выходами. Сформированный с помощью этих элементов опорный сигнал после перемножения с сигналом вихретокового преобразователя содержит сос составляющие с частотой Ы, не зависящие от частот задающих генераторов.

После выделения полосовым фильтром эти составляющие образуют информационный сигнал, поступающий на индикатор установки. 1 ил. 1413514 динен с вторым входом третьего сумматора 13, соединенные последовательно четвертый умножитель 16, входы которого соединены с выходом генератора низкой частоты и квадратурным выходом третьего генератора 11, и четвертый сумматор 17, выход которого соединен с вторым входом второго сумматора 14, пятый умножитель 18, входы которого соединены с выходом третьего генератора 11 и квадратурным выходом генератора 1 низкой частоты, а выход пятого умножителя 18 соединен с вторым входом четвертого сумматора 17.

0 соз U э пад а Н Н (э1п(и) + и) )t - з п(и) сд )й). (1) На входы умножителя 12 поступают выхода третьего генератора 11. При напряжения с квадратурново выхода ге- этом в спектре выходного напряжения нератора 2 высокой частоты и прямого 45 умножителя 12 получаем

Ъ 4

eb

Б з1псдС-U cosu) t = — — {sin(u3 + ц) ) t + з п(> -u) )t). (2)

Ц2оЦ о

2 о

На входы умножителя 16 поступают напряжения с прямого выхода генератора 1 низкой частоты и квадратурного выхода третьего генератора 1 1, а на входы умножителя 18 — напряжения с квадратурного выхода генератора 1 низкой частоты и прямого выхода третьего генератора 11. Соответственно этому в спектре выходных напряжений этих умножителей формируются составляющие:

Суммирование выходных напряжений (1) и (2) в сумматоре 13 дает напряжение

U U + U

ВЫХ З ° ÅÛÕl2 SÛÕ Ч

2о Зо которое поступает на один из входов сумматора 14.

Устройство относится к неразрушающему контролю металлических изделий вихретоковым методом и может быть использовано для дефектоскопии в раз5, .личных областях техники.

Целью изобретения является повьппение точности контроля в широком диапазоне частот возбуждающих сигналов за счет устранения в опорном напряже- 10 нии составляющих, приводящих к искажению информационного сигнала.

На чертеже изображена функциональная схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 15 низкой частоты, соединенные последовательно генератор 2 высокой частоты, фазовращатель 3, делители 4 напряжения, первый сумматор 5, второй вход которого соединен с выходом генерато- 20 ра 1 низкой частоты, вихретоковый преобразователь 6, усилитель 7, первый умножитель 8, полосовой фильтр 9 и индикатор 10, третий генератор 11, причем все три генератора 1, 2 и 11 25 выполнены с вторыми квадратурными выходами, подключенные к выходу третьего генератора 11 последовательно соединенные умножитель 12, второй вход которого соединен с квадратурным вы- .30 ходом генератора 2 высокой частоты, третий 13 и второй 14 сумматоры, выход которого соединен с вторым входом первого умножителя 8, умножитель 15, ВхОды KQTopoIО соединены с ВыхОдОм 35 генератора 2 высокой частоты и квадратурным выходом третьего генератора 11, выход второго умножителя сое1

Устройство работает следующим образом.

Напряжения с прямых выходов генераторов 1 низкой (U„„соя(< t +9 )) и 2 BblcoKoH (Ugo cos (u)2 + Q ) ) частОт

2 формируют в сумматоре 5 двухчастотное напряжение возбуждения, поступающее на вход вихретокового преобразователя 6. его выходное напряжение, усиленное усилителем 7, поступает на вход первого умножителя 8, Опорное напряжение, поступающее на его второй вход, формируется в канале, включающем третий генератор 11 умножители

12, 15, 16 и 18 и сумматоры 13, 14 и

17. На входы умножителя 15 поступают напряжения с прямого выхода генератора 2 высокой частоты (U2 cosset t u

2 квадратурного выхода третьего генератора 11 (U sinu) t), формируя в спектре выходного напряжения умножителя

15 следующие. составляющие:

1413514

П ц cosset.U sin,) t = - l1 — -(sin(63 +u3 ) t s1n(M o ) t) 1 о

g lx q6 I0 1 Зо

U П °, U cos& t = — — -jsin(+ m) ) t + 8111(сз1, — иЭ, ) t ).

U

ellx g " 1 эо о 2 о

При этом на выходе сумматора 17 формируется напряжение б

UgIlx17 UBblX16 ЦЬЫх18

U1o U> s in(u), о ) t, поступающее на второй вход сумматора 14. Выходное напряжение этого сум-, матора 15

U U + U

9l i 14 Вых qp ЬЫх 17

ЗО о 1П(о)

= U sin(M + о5 ) tl. о о

Выбир 11„

20 получаем, что опорное напряжение, поступающее на вход первого умножителя, равно

U =U (sin(Q + u3$ t+sin(+u3 ) tl .

ыхз Кз(0 sin(u)оt Ч„) + U sin(M t -м )), (8) 30 что, с целью повышения точности контроля в широком диапазоне частот возбуждающих сигналов, оно снабжено соединенными последовательно третьим умножителем, вход которого соединен

35 с aI. Дом третьего генератора, и третьим сумматором, второй вход которого соединен с выходом второго умножителя, а его выход — с входом второго сумматора, соединенными последова40 тельно четвертым умножителем, вход которого соединен с выходом генерато1 т ра низкой частоты, и четвертым сумматором, выход которого соединен с вторым входом второго сумматора, пятым умножителем, вход которого соединен с выходом третьего генератора, его выход — с вторым входом четвертого сумматора, а генераторы низкой частоты, высокой частоты и третий генератор выполнены с вторыми квадратурными выходами, которые подключены соответственно к второму входу пятого умножителя, второму входу третьего умножителя и вторым входам второго и чет55 вертого умножителей, где К вЂ” коэффициент передачи полосо" вого фильтра 6.

Это напряжение поступает на вход индикатора 10.

Формула из обретения

Устройство для двухчастотной вихретоковой дефектоскопии металлических изделий, содержащее генератор низкой частоты, синхронизированный с ним генератор высокой частоты, подключен1 ные к нему последовательно соединенные фазовращатель, делитель напряжения, первый сумматор, соединенный вторым входом с генератором низкой частоты, вихретоковый преобразователь, усилитель, первый умножитель, полосовой фильтр и индикатор, второй умножитель, вход которого соединен с выходом генератора высокой частоты, второй сумматор, выход которого соединен с вторым входом первого умножителя, и третий генератор, синхронизированный с.генератором BblcoKQII частоты, о т л и ч а ю щ е е с я тем, Если

Ugblx7 11 cos(o) t + Ч ) + 0 соз(Д 1 + ) то в спектре выходного напряжейия умножителя 8 присутствуют составляющие:

П ыxQ = fЬ

Бо

+ sin(u), + ) t j= ->gU (sin((uo, +

+ My+ Ьо)t + Ч, ) — Sin((M,— MB—

-мЗ ) t + g) ) + U f sin((2 >+ .),) t + " ) — sin(-u)6t Л х )sin,((2uD+M)t + ц>) sin(сакэt +

+, ) 3 + U<(s in((+ „+ ) t,+

-1" (("4 " .) t +4 ) 4

Из этого спектра полосовым фильтром 9 выделяются составляющие с частотой v3, представляющие собой информационный сигнал, т.е, 1413514

Составитель Е.Иванюшенко

Редактор Е. Копча .Техред А. Кравчук Корректор М.Демчик

Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3776/46

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