Электромагнитное устройство для неразрушающего контроля

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю электромагнитным методом. Цель изобретения - повышение информативности и точности контроля. Устройство позволяет определить параметры контроля из следующих соотношений: H = K<SB POS="POST">1</SB> U<SB POS="POST">2</SB>+U<SB POS="POST">3</SB>-U<SB POS="POST">1</SB>K<SB POS="POST">2</SB>)

A=1/2 K<SB POS="POST">2</SB>2 X (U<SB POS="POST">2</SB>+U<SB POS="POST">3</SB>-2K<SB POS="POST">2</SB>1 X H) и X = 1/2 K<SB POS="POST">2</SB>3 X A (U<SB POS="POST">2</SB> - U<SB POS="POST">3</SB>) , где H,A и X - соответственно расстояние между обмотками 7,8 и объектом контроля, размер объекта контроля и смещение контролируемого объекта параллельно плоскости обмотки 2 вихретокового преобразователя

U<SB POS="POST">1</SB>,U<SB POS="POST">2</SB>,U<SB POS="POST">3</SB>, - соответственно напряжния с выхода усилителя 5 и обмоток 7 и 8

K<SB POS="POST">1</SB>,K<SB POS="POST">2</SB>,K<SB POS="POST">2</SB>1,K<SB POS="POST">2</SB>2,K<SB POS="POST">2</SB>3 - постоянные коэффициенты. Указанный алгоритм реализуется с помощью компенсаторов 10, 20, 23, вычитателей 12, 15, 24, сумматора 21, делителя 17 и пяти масштабных усилителей 11,13,14,16 и 18. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1

„„SU„„1483349 (м 4 G 01 N 27/90

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР

И ASTOPCHOMV С8ИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4321596/25-28 (22) 30.10.87 (46) 30.05.89. Бюл. У 20 (71) Научно-исследовательский институт интроскопии (72) В. К. Рябцев, В. Г. Запускалов и А. К. Легкобыт (53) 620.179.14(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1226270, кл. С 01 N 27/90, 1984. (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ

НЕРАЗРУША1ОЩЕГО КОНТРОЛЯ (57) Изобретение относится к нераэрушающему контролю электромагнитным методом. Цель изобретения — повышение информативности и точности контроля. Устройство позволяет определить

2 параметры контроля из следующих соот ношений: h = К,(0. + Бэ — U,К ); а *

1/2 К (Ц +Б, -2киь) Х вЂ” 1/2К а (U -U), гдеh, аих— соответственно расстояние между o6-. мотками 7, 8 и объектом контроля, размер объекта контроля и смещение контролируемого объекта параллельно плоскости обмотки 2 вихретокового преобразователя; U, U U - соответственно напряжения с выхода усилителя 5 и обмоток 7 и 8; К„К, К>

К, К вЂ” постоянные коэффициенты. УкаФ занный алгоритм реализуется с помощью компенсаторов 10 20, 23, вычитателей 12, 15, 24, сумматора 21, делителя 17 и пяти масштабных усилителей 11, 13, 14, 16 и 18. 3 ил.

1483349

Изобретение относится к неразрушающему контролю электромагнитным методом и может быть использовано для контроля параметров иэделий в динамических условиях, например, продольных и поперечных перемещений лопаток ротора и. др.

Цель изобретения — повышение информативности эа счет увеличения числа контролируемых параметров и точности контроля sa счет отстройки результатов контроля от влияния изменения зазора между дополнительными обмотками и объектом контроля, На фиг. 1 изображена структурная схема электромагнитного устройства; на фиг. 2 — объект контроля и обмотки; ня фиг. 3 †. разрез А-А на фиг. 2.

15

ЭлектромaI" нитное устройство для неразрушающего контроля содержит первый колебательный контур 1 с включенным в него вихретоковым преобразователем (полесоздающая обмотка 2), соединенный с первым колебательным контуром 1 .через резистор 3 второй .колебательный контур 4, последовательно соединенные усипитель 5, соединен- 30 ный с вторым колебательным контуром

4, и нелинейный четырехполюсник 6, подключенный к первому колебательному контуру 1, первую и вторую дополнительные обмотки 7 и 8., индуктивно связанные с полесоздающей обмоткой 2 преобразователя, последовательно соединенные первый амплитудный детектор

9, первый компенсатор 10, первый

1 масштабный у итель 111 первыи в — 40 читатель 12, второй масштабный усилитель 13, третий масштабный усилитель

14, в то рой в ыч ит атель 1 5, ч етве ртый масштабный усилитель 16, делитель 17 и пятый масштабный усилитель 18,I а также последовательно соединенные второй амплитудный детектор 19, подключенный к первой дополнительной обмотке 7, второй компенсатор 20 и сумматор 21, выход которого подключен

50 к вторым входам первого и второго вычитателей 12 и 15, и последовательно соединенные третий амплитудный детекторр 22, подключенный к в то рой дополнительной обмотке, третий компенсатор 23 и третий вычитатель 24, вы55 ход которого подключен к второму входу делителя 17, выходы компенсаторов

20 и 23 подключены соответственно к вторым входам третьего вычитателя 24 и сумматора 21, а выходы второго, четвертого и пятого масштабных усипителей IЗ, 16 и 18 подключены к индикатору (не показан), Устройство работае следующим образом. 1

Нелинейный четырехполюсник 6, колебательные контуры 1, 4 и резистор

3 образуют цепь положительной обратной связи, охватывающей усилитель 5, Напряжение автоколебаний усилителя 5 поступает в вихретоковый преобразователь (пылесоздающая обмотка 2) первого колебательного контура 1, Напряжение U, с выхода усилителя 5 зависит от расстояния h (фиг. 2) между обмотками 7, 8 и объектом 25 контроля с размером а. При 1/2 7 а/2 + Х, где 1 — длина обмотки 2, Х -.перемещение контролируемого объекта 25 параллельно плоскости обмотки 2 вихретокового преобразователя, напряжение

П„ можно выразить следующим образом:

111 11о + К 1 + где П,з„- начальное напряжение с усилителя 5; К„и К„- чувствительность автогенератора к изменению . расстояния h и размера а объекта 25.

В качестве дополнительных катушек

7 и 8 рекомендуется испольэовать конструкцию в виде двух симметрично размещенных треугольных обмоток (фиг. 3), которые обеспечивают линейную зависимость изменения напряжения от перемещения Х объекта 25.

В этом случае напряжение, снимаемое с обмоток 7 и 8 равно

ПФ = U.2 К<2 Ь К22 a+K23 ах

"з = U0 +К h++Kàç a++Kçç axx где U, U3 — напряжение соответственно на обмотке 7 и обмотке 8.

Из приведенных выражений следует, что расстояние h между вихретоковым преобразователем и контролируемой поверхностью объекта 25 pasha

h — K (U +U3 -U К) где К, и К вЂ” постоянные коэффициен-, ты, определяемые из совместного решения приведенных уравнений, Размер а контролируемого объекта 25 равен

1483349 а = (и + Ь вЂ” 2К, h).

Тогда величина перемещения определяется выражением

1

Проде те к тиров анные детекторами 9, 19 и 22 напряжения подаются на компенсаторы 10, 20 и 23, где компенсируются начальные напряжения U«, Ц> . Напряжение с компенсатора 10 подается через масштабный усилитель

11 с коэффициентом усиления, равным

К, на первый вход вычитателя 12, на второй вход которого подается сумма напряжений U + U с сумматора, 21.

Напряжение с вычитателя 12, усиленное масштабным усилителем 13 с коэффициентом усиления, равным К„, определяет расстояние h до объекта 25. Напряжение с сумматора 21 подается также на второй вход второго вычитателя 15, на первйй вход которого подается напряжение с масштабного усилителя 13, усиленное масштабным усилителем 14 с коэффициентом, равным 2 К ° Напряжение с вычитателя 15, усиленное масштабным усилителем 16 с коэффициентом, равным 1/2 К, поступает на первый вход делителя 17, Разность напряжений

U — U3, снимаемая с вычитателя 24, подается на второй вход делителя 17, где делится на напряжение, снычаемое с масштабного усилителя 16 и усиленное усилителем 18, определяет величину отклонения Х.

Изобретение позволяет одновременно измерять перемещение объекта 25 в двух плоскостях и его размер.

Формула изобретения

Электромагнитное устройство для неразрушающего контроля, содержащее первый колебательный контур с включенньк в него вихретоковым преобразова-, телем, соединенный с первым колеба5 тельным контуром через резистор второй колебательный контур, последовательно соединенные усилитель, соединенный с вторым колебательным контуром, и нелинейный четырехполюсник, подключенный к первому колебательному контуру, соединенный с входом усилителя.амплитудный детектор, индикатор и дополнительную обмотку, индуктивно связанную с обмоткой преобразователя, 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что„ с целью повышения информативности и точности контроля, оно снабжено второй дополнительной обмоткой, индуктивно связанной с обмоткой преобразо2р вателя, последовательно соединенными первым компенсатором, подключенным к выходу первого амплитудного детектора, первым масштабным усилителем, первым вычитателем, вторым масштабным усили25 телем, третьим масштабным усипителем, вторым вычитателем, четвертым масштабным усилителем, делителем и пятым масштабным усилителем, по следов ательно соединенным вторым амплитудным

3р детектором, подключенным к первой дополнительной обмотке, вторым компенсатором и сумматором, выход которого подключен к вторым входам первого и второго вычитателей, и последовательно соединенными третьим амплитудным детектором, подключенным к второй дополнительной обмотке, третьим компенсатором и третьим вычитателем, выход которого подключен к второму вхо4р ду делителя, выходы второго и третьего компенсаторов подключены соответственно к вторым входам ретьего вычитателя и сумматора, а выходы второго, четвертого и пятого масштабных усилителей подключены к индикатору.

1483349

Составитель И. Рекунова

Редактор Н. Горват Техред Л.Олийнык КорректорЛ. Пилипенко

Эаказ 282 l! 41 Тираж 789 По дписно е

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4!5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101