Вихретоковый дефектоскоп для контроля цилиндрических изделий

 

Изобретение относится к методам неразрушающего контроля продольно-протяжных изделий, например проволоки, труб. Цель - повышение достоверности контроля за счет уменьшения влияния радиальных смещений и изменения диаметра контролируемого изделия. Начальные ЭДС в противолежащих парах секций 7,8 и 11, 12 первой измерительной и компенсирующей обмоток одинаково определяются вектором магнитной индукции вращающегося возбуждающего поля, вычитаются за счет встречного включения пар секций и появляется возможность по применению отдельно в каждой паре секций измерительной обмотки канала амплитудно-фазовой обработки сигнала. При наличии в зоне контроля дефектного участка или при изменении диаметра контролируемого изделия введение схемы совпадения, подсоединенной к выходам амплитудных селекторов, повышает достоверность контроля за счет того, что на выводе схемы совпадения сигнал будет присутствовать только при появлении в зоне контроля дефектного участка. Для уменьшения влияния радиальных смещений изделия на выходной сигнал дефектоскопа применены дополнительно два идентичных канала амплитудно-фазовой обработки сигнала, состоящие из последовательно соединенных компенсатора, блока амплитудно-фазовой обработки сигнала и блока запоминания напряжения разбаланса. 2 ил.

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„,З0„„1589196 А 1 (51)5 С 01 N 2 0

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг. f

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4489628/25-28 (22) 04.10.88 (46) 30. 08. 90. Бюл. h 32 (71) Научно-исследовательский институт электронной интроскопии при

Томском политехническом инститУте им. С.И.Кирова (72) В.К.Жуков и П.А.Овсянников (53) 620.179.14(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

8Г 1116376, кл. G 01 N 27/90, 1983 ° (54) ВИХРЕТОКОВЫЙ ДЕФЕКТОСКОП ДЛЯ

КОНТРОЛЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к методам неразрушающего контроля продольнопротяжных изделий, например проволоки, .труб. Цель - повышение достоверности контроля эа счет уменьшения влияния радиальных смещений и изменения диаметра контролируемого изделия. Начальные ЭДС в противолежащих парах секций 7, 8 и 11, 12 первой измерительной и компенсирующей обмоток одинаково определяются вектором магнитной индукции вращающегося

2 возбуждающего поля, вычитаются за счет встречного включения пар секций и появляется воэможность по применению отдельно в каждой паре секций измерительной обмотки. канала амплитудно-фазовой обработки сигнала. При наличии в зоне контроля дефектного участка или при изменении диаметра контролируемого изделия введение схемы совпадения, подсоединенной к выходам амплитудных селекторов, повышает достоверность контроля за счет того, что на выходе схемы совпадения сигнал будет присутствовать только при появлении в зоне контроля дефектного участка. Для уменьшения влияния радиальных смещений иэделия на выходной сигнал дефектоскопа применены дополнительно два идентичных канала амплитудно-фазовой обработки сигнала, состоящие из последовательно соединенных компенсатора, блока амплитудно-фаэовой обработки сигнала и блока запоминания напряжения разбаланса. 2 ил.

1589196

Изобретение относится к методам ,неразрушающего контроля продольно протяжных изделий, например проволоки, прутков или труб.

Цель изобретения — повышение

5 достоверности контроля за счет уменьщения влияния радиальных смещений и изменения диаметра контролируемого изделия.

1О

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого вихретокового дефектоскопа для контроля цилиндри1 ческих изделий; на фиг ° 2 - схема блока автоматики, входящего в состав вихретокового преобразователя.

Вихретоковый дефектоскоп содержит генератор 1 двух квадратурных напряжений, соответственно соединенный с ним вехретоковый преобразователь 2, включающий две пары секций 3, 4 и

6 обмоток возбуждения, подключен" ные к выходам генератора 1, две пары секций 7, 8 и 9, 10 измерительных обмоток, включенные между собой попарно согласно, две пары секций

11, 12 и 13, 14 компенсирующих обмоток, включенные между собой попарно согласно, а с соответствующими парами секций 7, 8 и 9, 10 - попарно встречно, намагничивающую обмотку

15, эапитанную от источника 16 постоянного тока, компенсатор 17, сос" тоящий из двух фазосдвигающих цепей

18,и 19, подключенных входами к парам секций 7, 8 и 9, 10 измерительных обмоток вихретокового преобразователя 2, и активного компенсатора 20, подключенного сигнальными входами к выходам фазосдвигающих цепей 18 и 19, а компенсационными входами " к соответствующим выходам генератора двух квадратурных напряжений, и индикатор 21, подключенный к выходу компенсатора 20.

Далее дефектоскоп содержит соединение последовательно два блока 22 и 23 масштабных преобразователей, сигнальные входы которых подключены к выходу компенсатора 20, два блока

24 и 25 амплитудно-фазовой обработки сигнала, опорные входы которых подключены к генератору 1 двух квадратурных напряжений, два блока 26 и 27 запоминания напряжения разбапанса, блок 28 суммирования, опор- 55 ные входы которого подключены к генератору 1 двух квадратурных напряжений, блок 29 амплитудной селекции (амплитудный селектор) и блок 30 автоматики.

Дефектоскоп содержит также соединенные последовательно два дополнительных компенсатора 31 и 32, сигнальные входы которых подключены соответственно к парам секций 11, 12 и 13 14 компенсирующих обмоток вихретокового преобразователя 2, а компенсационные входы - к выходам генератора 1 двух квадратурных напряжений, два блока 33 и 34 амплитудно-фазовой обработки сигнала, опорные .входы которых также подключены к генератору 1 двух квадратурных напряжений параллельно соответствующим компенсационным входам компенсаторов

20, 31 и 32, блоков 24 и 25 амплитудНо-ôà3îâîé обработки сигнала и блока 28 суммирования, два блока 35 и

36 запоминания напряжения разбаланса, блок 37 суммирования, блок 38 ампли.тудного селектора и блок 39 совпадения, второй вход которого подключен к выходу амплитудного селектора 29, а выход - к второму входу блока 30 автоматики, третий вход которого прдключен к выходу блока 38 амплитудного селектора.

Блок 30 автоматики содержит четыре амплитудных селектора 40-43, соединенную с последним схему ИЛИ 44, дифференцирующую цепь 45, соединенную с амплитудными селекторами 41 и

42, последовательно соединенные одновибратор 46, триггер 47, схему 48 совпадения и триггер 49, схему 50 запрета, одновибратор 51, последовательно соединенные датчик 52 блокировки, одновибратор 53 и схему

ИЛИ 54, второй вход которой соединен с выходом датчика 52 блокировки, а выход - с входом схемы 50 запрета.

Блок 30 также содержит схему 55 запрета, электронный ключ 56 и сигнализатор 57 изменения диаметра и последовательно соединенные схему 58 запрета, электронный ключ 59 и сигнализатор 60 наличия радиального смещения.

Дефектоскоп работает следующим образом, Вращающееся возбуждающее поле, плоскость вращения которого перпендикулярна оси контролируемого объекта (не показано), возникает за счет ортогонально расположенных относительно друг друга пар секций 3, 4 и

15"9196

5, 6 обмоток возбуждения преобразователя 2, питающихся от генератора 1 двумя квадратурными напряжениями.

При помещении дефектного участка контролируемого изделия в зону контроля преобразователя и вращении дан" . ного прутка максимальный сигнал периодически появляется то в одной (7 и 8), то в другой (9 и 10) паре секций измерительной обмотки, т.е. при вращении дефектного участка сигнал в каждой паре секций 7, 8 и 9, 10 меняется от нуля до максимального значения поочередно.

Для повышения стабильности напряжения разбаланса и повышения равномерности чувствительности дефектоско" па к дефектам, расположенным в любой точке по азимуту контролируемого изделия, сигнал с пар секций 7, 8 и

9, 10 измерительных обмоток преобразователя 2 поступает на входы компен" сатора 17, состоящего из фазосдвигающих цепей 18 и 19, одна из которых обеспечивает Фазовый сдвиг входного сигнала на угол q, = Г/4, а втораяна угол Ч = -й/4 таким образом, чтобы их выходные сигналы были в противофазе, и активного компенсатора 20, обеспечивающего вычитание напряжений фазосдвигающих цепей 18 и 19 и компенсацию остающегося после вычитания небаланса. Выходной сигнал компенсатора 20 подается на индикатор 21 и на блоки .22 и 23 масштабных преобразователей, с помощью которых поданные сигналы преобразуются в сигналы, имеющие одинаковую амплитуду от одного и того же дефекта.

Сигналы с выходов блоков 22 и 23 масштабных преобразователей соответственно подаются на сигнальные входы блоков 24 и 25 амплитудно-фазовой обработки сигналов, опорные сигналы на которые поступают с выходов генератора 1 двух квадратурных напряже" ний, обеспечивающих амплитудно-фазо- вую обработку сигнала с целью отстройки от диаметра и выравнивания чувствительности к дефектам. Сигналы с выходов блоков 24 и 25 проходят через блоки 26 и 27 запоминания напряжения раэбаланса, построенные по принципу заряда конденсатора с большой постоянной времени, и суммируются блоком 28 суммирования, а выход" ной сигнал последнего через ампли6 тудный селектор 29 поступает на один иэ входов блока 30 автоматики и на вход блока 39 совпадения, выходной

5 сигнал которого пройдет на выход схемы 48 совпадений и подаст сигнал о наличии дефекта на отмечик и запрещающий сигнал на схемы 55 и 58 запрета, поэтому сигнал от дефекта на выходы схем 55 и 58 от блоков 28 и 38 не пройдет °

Если в зоне контроля появилось контролируемое изделие другого диаметра, то сработает блок 38 амплитудного селектора, выходной сигнал которого пройдет на выход схемы запрета, так как на втором ее входе нет запрещающего сигнала, и через электронный ключ выдаст сигнал на сигнализатор изменения диаметра контролируемого изделия и на отметчик.

Для уменьшения чувствительности дефектоскопа к радиальным смещениям контролируемого изделия сигналы с

25 попарно согласно включенных секций

l2 и 13, 14 компенсирующих obмоток, которые, в свою очередь, попарно встречно включены с соответствующими парами секций 7, 8 и 9, 10

Зп измерительных обмоток преобразователя 2 поступают соответственно на входы компенсаторов 31 и 32, где компенсируется остающийся после вычитания небаланс отдельно в каждой паре сек35, ций измерительных обмоток Сигналы с выходов компенсаторов 31 и 32 подаются соответственно на сигнальные входы блоков 33 и 34 амплитудно-фазовой обработки сигналов, опорные

4О сигналы на которые поступают с выходов генератора 1 двух квадратурных напряжений, обеспечивающих выравнивание амплитуд сигналов в каждой паре секций измерительных обмоток от од45 ного и того we дефекта и амплитудноФазовую отстройку в данных парах сек" ций от радиальных смещений контролируемого иэделия.

Сигналы с выходов блоков 33 и 34

50 проходят через блоки 35 и 36 запоминания напряжения разбаланса, построенные аналогично блокам 26 и 27 по принципу заряда конденсатора с большой постоянной времени, и суммируются блоком 37 суммирования, произ. водящим операцию суммирования двух век ров. Выходной суммарный сигнал с выхода блока 37 суммирования через блок 38 амплитудного селектора, 1589196 на выходе которого будут присутствовать сигнал только тогда, когда в зоне контроля преобразователя 2 находится дефектный участок или име5 ет место изменение диаметра контролируемого изделия, поступает на второй вход блока 39 совпадения и на вход блока 30 автоматики. На выходе блока 39 совпадения сигнал появится только тогда, когда на его входах одновременно будут присутствовать сигналы с выходов блоков 29 и 38, а это возможно при наличии в зоне контроля дефектного участка контроли- 15 руемого изделия, и поступит в блок

30 автоматики, который выдаст сигнал о наличии дефекта и будет управлять работой соответствующего исполнитель"

Його устройства (не показано). При

Появлении выходного сигнала только йа одном из блоков амплитудного селектора 29 или 38 блок 30 будет сигНализировать об изменении диаметра или о радиальных смещениях контроли- 25 руемого изделия.

Чтобы уменьшить влияние локальных аэимутальных неоднородностей типа наклепа на поверхности контролируемого цилиндрического изделия, применеНа намагничивающая обмотка 15, питае" мая от источника 16 постоянного тока.

Ф о р м у л а и з о.б р е т е н и я

Вихретоковый дефектоскоп для контроля цилиндрических изделий, содержащий вихретоковый преобразователь с двумя обмотками возбуждения, двумя измерительными обмотками и намагничи- 4п вающей обмоткой, генератор двух квадратурных напряжений, выходы которого подключены к обмоткам возбуждения вихретокового преобразователя, источник постоянного тока, подключенный к намагничивающей обмотке вихретокового преобразователя, соединенные последовательно компенсатор,- компенсирующие входы которого подключены к генератору двух квадратурных напряжений, и индикатор, два блока масштабных преобразователей, входами соединенные с выходом компенсатора, два блока амплитудно-фазовой обработки сигнала, соединенные соответственно сигнальными входами с выходами блоков масштабных преобразовате лей, два блока запоминания напряжения раэбаланса, входами соединенные соответственно с выходами блоков амплитудно-фазовой обработки сигнала, блок суммирования, соединенный сигнальными входами с выходами соответствующих блоков запоминания напряжения разбаланса, и соединенные последовательно блок амплитудного селектора и блок автоматики, выход .. блока суммирования соединен с входом блока амплитудного селектора, опорные входы компенсатора, одного из блоков амплитудно-фаэовой обработки сигналов и блока суммирования соединены с первым выходом генератора двух квадратурных напряжений, второй выход которого соединен с опорным входом второго блока амплитудно-фа-. эовой обработки сигнала и вторыми опорными входами компенсатора и блока суммирования, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения достоверности контроля, он снабжен дополнительными последовательно соединенными компенсатором, блоком амплитудно-фазовой обработки сигнала, блоком запоминания напряжения разбаланса и блоком суммирования, вторыми дополнительными последовательно соединенными компенсатором, блоком амплитудно-фазовой обработки сигнала и блоком запоминания напряжения раз.баланса, выходом соединенным с вто" рым входом дополнительного блока суммирования, вторым блоком амплитудного селектора и соединенным с ним блоком совпадения, блок автоматики выполнен с тремя входами, второй вход которого соединен с выходом блока совпадения, третий вход - с выходом второго блока амплитудного селектора, а выходы блока автоматики являются выходами дефектоскопа, вих-. ретоковый преобразователь выполнен с двумя дополнительными двухсекционными компенсирующими обмотками, попарно встречно включенными с соответствующими измерительными обмотками, а компенсатор выполнен в виде двух фаэосдвигающих цепей, входы которых являются компенсирующими входами компенсатора, и соединенного с ними активного компенсатора, входы которого являются опорными входами компенсатора, а выход - его выходом, компенсирующие входы дополнительных компенсаторов подключены к соответст вующим парам секций компенсирующих обмоток вихретокового преобразоватеТ 589196 впеачок(4) Ф08.g

Составитель Л.Крюкова

Редактор Ю.Середа Техред Л.Олийвык Корректор И.Муска

Э е

Заказ 2538 Тираж 511 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 ля, вторые входы дополнительных компенсаторов соединены между собой; опорный вход первого дополнительного блока амплитудно-фазовой обработки сигнала соединен с первым выходом генератора двух квадратурных напряжений, второй выход которого соединен с опорными входами дополнительных компенсаторов и второго дополнитель ного блока амплитудно-фазовой обработки сигнала, выход дополнительного

5 блока суммирования соединен с входом второго блока амплитудного селекто" ра, а выход первого блока амплитудного селектора соединен с вторым вхо" дом блока совпадения.