Вихретоковое устройство для неразрушающего контроля

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю электропроводящих изделий методом вихревых токов и может быть использовано в промышленности для дефектоскопии поверхностей и сортировки металлов и их сплавов по качеству термообработки . Целью изобретения является повышение чувствительности контроля за счет выбора компенсационного сигнала и достоверности контроля за счет создания калибровочного сигнала. При начальной калибровке сигнал с вихретокового преобразователя 5 поступает на компенсатор 9 в виде квадратурных составляющих. Компенсатор 9 устанавливается в режим минимального выходного сигнала, затем при контроле дефектного изделия образуется сигнал раскомпенсации, который и отражается в блоке 12 индикации. Для проверки работоспособности .устройства используется блок 3 автоконтроля, вырабатывающий тестовый сигнал. 3 з.п. ф-лы, 3 ил. И О го Os i

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 01 N 27/90

ГОСУДАРСТВЕ ННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4648934/28 (22) 10.02.89 (46) 07.02.91. Бюл. N 5 (71) Научно-исследовательский институт интроскопии (72) Ю.С, Калинин, В.Ф. Мужицкий, В.Н. Лаврухин, В.С. Лапшина, В.А. Хромов, B.ß. Харитонов, В.А. Иващенко и М,Д. Андреев (53) 620,179.14(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1103141, кл. G 01 N 27/90, 1984.

Авторское свидетельство СССР

М 1298631, кл. G 01 N 27/90, 1987, (54) ВИХРЕТОКОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ

НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю электропроводящих изделий методом вихревых токов и может быть

„„59„„1626144 А1 использовано в промышленности для дефектоскопии поверхностей и сортировки металлов и их сплавов по качеству теомообработки. Целью изобретения является повышение чувствительности контроля за счет выбора компенсационного сигнала и достоверности контроля эа счет создания калибровочного сигнала. При начальной калибровке сигнал с вихретокового преобразователя 5 поступает на компенсатор 9 в виде квадратурных составляющих.

Компенсатор 9 устанавливается в режим минимального выходного сигнала, затем п контроле дефектного иэделия образуется сигнал раскомпенсации, который и отражается в блоке 12 индикации. Для проверки работоспособности .устройства используется блок 3 автоконтроля, вырабатывающий тестовый сигнал. 3 з,п. ф-лы, 3 ил.

1626144

30

40

55

Изобретение относится к неразрушающему контролю электропроводящих изделий методом вихревых токов и может быть использовано в промышленности для дефектоскопии поверхностей и сортировки металлов и их сплавов по качеству термообработки, Цель изобретения — повышение чувствительности контроля за счет выбора компенсационного сигнала и достоверности контроля за счет создания калибровочного сигнала.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 и 3 — функциональные схемы компенсатора и блока управления режимом соответственно.

Вихретоковое устройство содержит (фиг. 1) последовательно соединенные квадратурный генератор 1 синусоидального напряжения, фазовращэтель 2, блок 3 автоконтроля, усилитель 4 мощности, вихретоковый преобразователь 5 и усилитель 6, синхронные детекторы 7 и 8, сигнальные входы которых соединены с выходом усилителя 6 мощности, а опорные входы подключены к соответствующим выходам квадратурного генератора 1 синусоидального напряжения, Устройство также содержит компенсатор 9, входы которого соединены с выходами синхронных детекторов 7 и 8 соответственно. усилители 10 и 11 составляющей сигнала, входы которых подключены к соответствующим выходам компенсатора

9, блок 12 индикации и осциллографический индикатор 13, входы которых включены между выходами усилителей 10 и 11 составляющей сигнала, блок 14 управления режимом, выходы которого подключены к управляющим входам квадратурного генератора 1 синусоидального напряжения, фазовращателя 2, усилителя 4 мощности, компенсатора 9 и усилителей 10 и 11 составляющей сигнала, а вход подключен к второму выходу блока 3 автоконтроля.

Кроме того, устройство содержит командный блок 15, выходы которого подключены к блоку 14 управления режимом и блоку 3 автоконтроля.

Блок 3 автоконтроля содержит последовательно соединенные блок 16 управления, модулятор 17 и ключ 18, второй вход которого соединен с выходом фазовращателя 2, а выход ключа 18 соединен с усилителем мощности, а выход блока 16 управления подключен к выходу командного блока 15, Компенсатор 9 содержит (фиг. 2) анализатор

19 знака сигнала, два сумматора 20 и 21, первые входы которых соединены с входами анализатора 19 знака сигнала и являются входами компенсатора 9, формирователь

22 компенсирующего напряжения, включенный между выходами анализатора 19 знака сигнала и вторыми входами сумматоров 20 и 21. Также компенсатор 9 содержит последовательно соединенные блок 23 опорного напряжения, подключенный к выходам анализатора 19 знака сигнала, двухпороговый компаратор 24, вторые входы которого соединены с выходами сумматоров 20 и 21 и блок 25 управления, выход которого подключен к формирователю 22 компенсирующего напряжения, Кроме того, компенсатор 9 содержит сумматоры 26 и 27, входы которых подключены соответственно к выходам сумматоров 20 и 21 и блоку 23 опорного напряжения, а выходы являются выходами компенсаторэ 9, Блок 25 управления содержит последовательно соединенные генератор 28 импульсов и схему И 29, выход которой является выходом блока 25 управления, и триггер 30, выход которого подключен к второму входу схемы И 29, а входы являются входами блока 25 управления.

Блок 14 управления режимом содержит (фиг. 3) последовательно соединенные формирователь 31 команд, вход которого является первым входом блока 14 управления режимом и схему ИЛИ 32, второй вход которой объединен с вторым входом формирователя команд и является вторым входом блока 14 управления режимом, и ключи 3336, первые входы которых подключены к выходам формирователя 31 команд, кроме ключа 34, вход которого соединен с выходом схемы ИЛИ 32, а выходы ключей являются первыми четырьмя выходами блока 14 управления режимом.

Блок 14 управления режимом также содержит последовательно соединенные генератор 37 импульсов, вход которого является третьим входом блока 14 управления режимом, а выход генератора 37 подключен к объединенным вторым входам ключей 33-36, формирователь 38 импульсов, второй вход которого соединен с вторым входом формирователя 31 команд и схему ИЛИ 39, второй вход которой является четвертым входом блока 14 управления режимом, а выход — соответственно пятым выходом блока 14 управления режимом.

Вихретоковое устройство имеет два режима работы: режим контроля электропроводящих изделий и режим авгоконтроля составных узлов.

Устройство работает следующим образом.

1626144

Для обеспечения режима контроля ко- До команды на компенсацию на выхомандный блок 15 переводится в состояние, дах первых сумматоров 20 и 21 формируютпри котором сигнал с его четвертого выхода ся произвольные начальные сигналы, блокирует блок 16 управления, в результате определяемые как суммы сигналов соответчего модулятор 17 не формирует модулиро- 5 ственно с выходов синхронных детекторов ванный по амплитуде сигнал и на выходе 7 и 8 и формирователя 22 компенсирующего ключа18действуетопределенное значение напряжения. Начальные напряжения с вынапряжения синусоидальной формы. Одно- ходов сумматоров 20 и 21 поступают на вховременно сигнал с второго выхода блока ды двухпорогового компаратора 24, уровни

16 управления, являющийся сигналом эа- 10 пороговых напряжений которого задаются прета для блока 14 управления режимом, блоком 23 опорного напряжения, отсутствует. Последовательные команды с второго выхода командного блока 15 обес- После подачи команды на компенсацию печивают установку основных параметров с пятого выхода блока 14 управления режиустройства — частоты. фазы, тока воэбуж- 15 мом на третий вход компенсатора 9 и GQQTдения и усиления. ветственно на один из входов блока 25

При воздействии первой команды на управления последний включает формировторой вход блока 14 управления режимом ватель 22 компенсирующего напряжения. формирователь 31 команд формирует на Это осуществляется следующим образом. своем первом выходе сигнал, который от- 20 По сигналу, поступающему на один иэ вхокрывает ключ 33. По сигналу с третьего вы- дов, триггер 30 переводится в состояние хода командного блока 15, поступающего логической единицы, что обеспечивает прона третий вход блока 14 управления режи- хождение импульсов генератора 28 на вымом, включается генератор 37 импульсов, в ход логической схемы И 29, результате чего появляется сигнал в виде 25 Сигналы с выходов сумматоров 20 и 21 последовательности импульсов, который поступают на первые входы вторых суммаустанавливает требуемое значение частоты торов 26 и 27, в которых происходит сложеквадратурного генератора 1 синусоидаль- ние сигналов с опорными напряжениями. ного значения в зависимости от постоян- Так как уровень остаточного напряжения на ной задачи контроля и электромагнитных 30 выходах сумматоров 20 и 21 после окончасвойств контролируемого обьекта (не пока- ния компенсации соответствует заданному зан). значению опорного напряжения, то после

Аналогично устройство отрабатывает сложения его с опорным напряжением вторую, третью и четвертую команды, уп- противоположной полярности на выходах равляя с помощью схемы ИЛИ 32 и ключей 35 сумматоров 26 и 27 устанавливается напря34 — 36 фазовращателем 2, током воэбужде- жение, близкое к нулю. ния вихретокового преобразователя 5 с Таким образом, после завершения пропомощью усилителя 4 мощности и коэффи- цесса компенсации на выходах компенсатоциентом усиления усилителей 10 и 11 со- ра 9 по каждой составляющей выходного ставляющей сигнала. 40 сигнала устанавливается минимальный уровень напряжения. Эти сигналы поступают

После установки требуемых значений на усилители 10 и 11 составляющей сигнала вихретоковый преобразователь устанавли- и после усиления на блок 12 индикации и вается на бездефектный участок контроли- осциллографический индикатор 13, который руемого изделия и информационный сигнал 45 осуществляет представление информации в после усиления усилителем 6 поступает на системе X-У, а также отображение параметсинхронные детекторы 7, В.где выделяются ров контроля и сигналов, квадратурные составляющие сигнала, поступающие на компенсатор 9. Работой ком- После проведения компенсации при успенсатора 9 управляет формирователь 38 50 тановке вихретокового преобразователя на импульсов через схему ИЛИ 39. Компенса- дефектный участок возникает сигнал расция сигналов осуществляется следующим компенсации, который индицируется блообразом. Квадратурные составляющие по- ком 12 индикации и осциллографическим ступают на анализатор 19 знака сигнала, индикатором 13. по выходным сигналам которого устанав- 55 Режим автоконтроля осуществляется ливается полярность сигналов на выходах подачей импульса на блок 16 управления формирователей 22 компенсирующего на- блока 3 автоконтроля, который с помощью пряжения, а также полярность сигналов на модулятора 17 и ключа 18 выдает калибротретьем и четвертом выходах блока 23 опор- ванный сигнал, позволяющий проверить ного напряжения. все блоки устройства.

1626144

Формула изобретения

1, Вихретоковое устройство для неразрушающего контроля, содержащее последовательно соединенные квадратурный генератор синусоидального напряжения, фазовращатель, усилитель мощности и вихретоковый преобразователь, усилитель, первый и второй синхронные детекторы, сигнальные входы которых соединены с выходом усилителя, а опорные входы подключены к соответствующим выходам квадратурного генератора синусоидального напряжения, компенсатор, подключенный к выходам синхронных детекторов, блок индикации и осциллографический блок, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности контроля, оно снабжено двумя усилителями составляющей сигнала, включенными между выходами компенсатора и входами блока индикации и осциллографического блока, блоком управления режимов, выходы которого подключены к управляющим входам квадратурного генератора синусоидального напряжения, фазовращателя, усилителя мощности, компенсатора, и усилителей составляющей сигнала, и командным блоком, подключенным к блоку управления режимов, 2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения достоверности контроля, оно снабжено блоком автоконтроля, выполненным в виде последовательно соединенных блока управления, вход которого подключен к выходу командного блока, а второй выход соединен с блоком управления режимом, модулятора и ключа, второй вход которого подключен к выходу фазовращателя, а выход ключа подключен к входу усилителя мощности.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ющ е е с я тем, что компенсатор выполнен в виде последовательно соединенных анализатора знака сигнала, формирователя ком10 му компаратору, и третьего и четвертого

15 сумматоров, вторые входы которых подклю20

40 пенсирующего напряжения, первого и второго сумматоров, вторые входы которых объединены соответственно с входами анализатора знака сигнала и являются первым и вторым входами компенсатора, двухпорогового компаратора и блока управления, второй вход которого является третьим входом компенсатора, а выход подключен к формирователю компенсирующего напряжения и последовательно соединенных блока опорных напряжений, входы которого подключены к выходам анализатора знака сигнала, а выход подключен кдвухпороговочены соответственно к выходам первого и второго сумматоров, а выходы являются выходами компенсатора.

4. Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ющ е е с я тем, что блок управления режимом выполнен в виде последовательно соединенных формирователя команд, вход которого является первым входом блока управления режимами, и первой схемы

ИЛИ, второй вход которой объединен с вторым входом формирователя команд и является вторым входом блока управления режимом, четырех ключей, выходы которых являются выходами блока управления режимом, первые входы трех ключей подключены к формирователю команд, а вход четвертого ключа подключен к первой схеме ИЛИ, и последовательно соединенных генератора импульсов, вход которого является третьим входом блока управления режимом, а выход подключен к вторым входам ключей, формирователя импульсов, второй вход которого обьединен с вторым входом первой схемы ИЛИ, и второй схемы ИЛИ, второй вход которой и выход образуют соответственно четвертый вход и пятый выход блока управления режимом.

1626144

Фиг.3

Составитель Ю. Глазков

Редактор С, Патрушева Техред М,Моргентал Корректор Т. Палий

Заказ 273 Тираж 399 Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Г1атент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101