Устройство для неразрушающего контроля объектов

 

Изобретение позволяет повысить разрешающую способность и оперативность контроля объектов в электрическом поле Поле создается системой измерительных электродов и измеряется амплитуда или фаза юка смещен1.. каждого электрода, Синхронно с опросом электродов осуществляется формирование растра на экране электронно-лучевой трубки; при взаимодействии контролируемого объекта с изменяются параметры токов смешения соответствующих электродов, что позволяет сформировать изображение объекта в электрическом поле 1 ил.

союз соВетских социАлистических

РЕСПУБЛИК (5!)5 G 01 M 27/82

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 475 1760/28 (22) 09,11.89 (46) 30,08.92. Бюл, ¹ 32 (71) Минский радиотехнический институт (72) С.M.Ëàïøèí, А.Г.Корбит и Г.ПДунаева (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 339762, кл. G 01 В 7/00, 1963, Авторское свидетельство СССР

¹ 785417, кл. G Oi N 27/82, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ Н ЕРАЗРУША1ОЩЕГО КОНТРОЛЯ ОБЬЕКТОВ (57) Изобретение позволяет повысить разрешающую способность и оперативность

Изобретение относится к средствам контроля и управления и может быть использовано для построения систем неразрушающего контроля, охранной сигнализации и очувствления промышленных роботов.

Известно устройство для контроля формы изделий, содержащее измерительный и дополнительный электроды. Дополнительный электрод создает электрическое поле, под действием которого на измерительном электроде наводится потенциал, изменяющийся пр» перемещении электродов относительно изделия.

Недостатком этого устройства является необходимость использования дополнительного электрода и сложность измерения постоя н iiîãо потенциала, обусловленная использованием постоянного поля.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для неразрушающего контроля обьектов, содержащее систему приемных элементов, к выходам которых подключены последовательно соединенные коммутатор и блок интегрирования, форми50 1758538 А1

wonTponii объектов i3 электрическом попе.

Поле создается системои измерительных электродов и измеряется амплитуда или фаза тока с;",ев ен::. каждого электрода, Синхронii о с onросом электродов осуществляется формирование растра на экране электро..но-лучевой трубки; при взаимодействии контролируемого объекта с псл"м,зменяются параметры токов смешения соответствующих электродов, что позволяет сформировать изображение объекта в электрическо3л полс. 1 ил, рователь, индикатор, источник переменного электрического поля, выполненный в виде плоского проводника, расположенного вблизи приемных элементов, блок дифференцирования, включенный между интегратором и формирователем и сумматор, один вход которого соединен с формирователем, второй вход — с генератором развертки индикатора, а — ûõîä — со входом усилителя вертикального отклонения индикатора.

Одна:o в известном устройстве необходим отдельный источник поля, в качестве которого используется либо сам контролируемый объект, либо отдельный электрод, который должен быть определе: нь м образом ориентирован относительно системы приемных элементов для создания в плоскости их расположения равномерного поля, Носителем информации о контролируемом объекте является распределение потенциала в плоскости расположения измор.пелей.

Локальныеже неоднородности раcnpeqe;ения потенциала, ооусловленные неоднородностью структуры объекта, имеют слабо

1758538 выраженный характер. В известном устройстве информация о структуре объекта выделяется путем дифференцирования огибающей видеосигнала, соответствующего распределению потенциала в данном сечении. Вследствие малой крутизны изменения потенциала производная имеет малую величину полезного сигнала на выходе дифференциатора, что может привести к потере части информации о структуре объекта.

Цель изобретения — повышение разрешающей способности и оперативности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для неразрушающего контроля обьектов, содержащее задающий генератор, систему измерительных электродов, коммутатор, детектор, блок дифференцирования, формирователь, сумматор, генератор развертки и индикатор, первый вход сумматора соединен с выходом формирователя, второй — с первым выходом генератора развертки, выход — с входом вертикального отклонения индикатора, введены преобразователи ток-напряжение, общий электрод, блок управления, выпрямитель и блок вычитания, преобразователи ток-напряжение включены между выходом задающего генератора и измерительными электродами, выходы преобразователей так-напряжение подключены к информационным входам коммутатора, выход задающего генератора подключен к входу блока управления, выходы которого подключены ко входам управления коммутатора и генератора развертки, один из выходов которого, служащий для вертикального отклонения луча индикатора, подключен к первому входу сумматора, а второй, служащий для горизонтального отклонения, — ко входу горизонтального отклонения индикатора, выход блока дифференцирования подключен ко входу выпрямителя, выход которого подключен к первому входу блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом детектора, а выход — с входом формирователя, второй выход задающего генератора соединен с опорным входом детектора, второй выход генератора развертки соединен с входом горизонтального отклонения индикатора, общий электрод соединен с вторым выходом задающего генератора.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства, Устройство для неразрушающего контроля объектов содержит задающий генератор 1, систему 2 измерительных электродов, преобразователи 3 ток-напряжение, коммутатор 4, блок 5 синхронизации, детектор

6, блок 7 дифференцирования, выпрямитель

8, блок 9 вычитания, формирователь 10, сумматор 11, генератор 12 развертки, индикатор 13 и общий электрод 14, выход задающего генератора 1 подключен к входу

5 блока 5 управления и через преобразователи 2 ток-напряжение — к измерительным электродам 3, выходы преобразователей 2 ток-напряжение подключены к информационным входам коммутатора 4, вход управле10 ния которого соединен с первым выходом блока 5 управления, а выход — с входом детектора 6, выход которого подключен к входу блока 7 дифференцирования и первому входу блока 9 вычитания, выход блока 7

15 дифференцирования через выпрямитель 8 подключен к второму входу блока 9 вычитания, выход которого через формирователь

10 соединен с первым входом сумматора 11, второй вход которого соединен с первым

20 выходом генератора 12 развертки, второ@ выход которого подключен ко входу горизонтального отклонения индикатора 13, вход вертикального отклонения индикатора подключен к выходу сумматора 11, вход re25 нератора развертки подключен ко второму выходу блока 5 управления, второй выход задающего генератора 1 соединен с общим электродом 14.

Устройство работает следующим обра30 зом.

Генератор 1 вырабатывает переменное напряжение, которое прикладывается между электродами 2, 14, создавая в зоне между ними переменное электрическое поле, При

35 этом в цепи каждого электрода протекает ток смещения, величина которого определяется его емкостью относительно общего электрода. Преобразователи ток-напряжение 3 преобразуют этот ток в переменное

40 напряжение, параметры которого определяются в конечном итоге емкостью электрода и параметрами преобразователя ток — на и ряжен ие.

Напряжения с выходов преобразовате45 лей ток — напряжение поступают на информационные входы коммутатора 4, который управляется блоком синхронизации 5 и поочередно подключается к входу детектора 6, выделяющего огибающую амплитуды или

50 фазы этих напряжений. При отсутствии вблизи электродов контролируемого объекта и идентичности параметров электродов и . преобразователей ток-напряжение на выходе выпрямителя будет постоянное напря55 жение. При наличии объекта 15 вблизи электродов устанавливается взаимодействие его с электрическим полем, создаваемым электродами, вследствие чего изменяются величины токов смещения через различные электроды. Эта эквивалент1758538 но изменению распределения плотности заряда (или плотности тока смещения) на проводящей плоскости, взаимодействующей с объектом, поскольку электроды, расположенные в одной плоскости и имеющие одинаковый потенциал, полностью эквивалентны проводящей плоскости, имеющей тот же потенциал. С другой стороны изменение тока смещения можно обьяснить изменением емкости электрода при приближении к нему проводящего или диэлектрического объекта.

Таким образом, при помещении в зону контроля устройства обьекта имеет место изменение величины тока смещения через электроды и, соответственно, напряжений на выходах преобразователей ток-напряжение. При этом огибающая амплитуды (или фазы) на выходе. детектора 6 однозначно отражает физические и геометрические параметры объекта в сечении, соответствующем расположению электродов, опрашиваемых в данный отрезок времени.

Огибающая амплитуды (или фазы) с выхода детектора 6 поступает на вход блока 7 дифференцирования для формирования напряжения, пропорционального приращению входного сигнала, Напряжение с выхода блока дифференцирования преобразуется с помощью выпрямителя 8 в однополярное и поступает на вход блока 9 вычитания. Напряжение с выхода блока 9 вычитания поступает на вход формирователя 10, который формирует прямоугольный импульс при превышении входным напряжением определенного порога, Этот импульс поступает на вход сумматора 11, где суммируется с напряжением вертикального отклонения индикатора, вырабатываемым генератором развертки 12. Сигнал с выхода сумматора подается на вход вертикального отклонения индикатора.

Для вертикального отклонения луча индикатора может использоваться ступенчатое или линейно изменяющееся напряжение, синхронизированное с опросом соответствующих электродов. На вход горизонтального отклонения индикатора пода5

45 ется напряжение горизонтального отклонения, также синхронизированное с коммутацией электродов. При этом на экране индикатора в соответствии с коммутацией электродов формируется растр, на который накладывается темный контур(негатив) изображения объекта в электрическом поле, благодаря тому, что в определенные моменты луч выводится за пределы растра, и одновременно светлый контур изображения объекта (позитив), расположенный выше растра, Формула изобретения

Устройство для неразрушающего контроля обьектов, содержащее задающий генератор, систему измерительных электродов, коммутатор, генератор развертки, блок синхронизации, выходы которого соединены с управляющими входами коммутатора и генератора развертки, последовательно соединенные блок выделения огибающей и блок дифференцирования, выход коммутатора соединен со входом блока выделения огибающей, формирователь, сумматор, первым входом соединенный с выходом формирователя, вторым — с выходом вертикального отклонения генератора развертки. а выходом — с первым входом индикатора, второй вход которо о соединен с выходом горизонтального отклонения генератора развертки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения разрешающей способности и оперативности контроля, оно снабжено преобразователями ток-напряжение по числу измерительных электродов, выпря.мителем и блоком вычитания, выход задающего генератора подключен к входу синхронизации блока выделения огибающей и через преобразователи ток — напряжение к электродам, выходы преобразователей ток-напряжения подключены к информационным входам коммутатора, выпрямитель входом соединен с выходом блока дифференцирования, а выходом — с первым входом блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом блока выделения огибающей, а выход блока вычитания соединены с входом формирователя.

1758538

Составитель С.Лапшин

Редактор Л.Пчолинская Техред M.Moðãåíòàë Корректор А.Мотыль

Заказ 2995 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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