Устройство для контроля работоспособности дефектоскопов
Изобретение относится к технике неразрушающего контроля и может быть использовано для контроля работоспособности и калибровки, например, магнитоиндуктивных дефектоскопов контроля состояния тросовой основы резинотросовых конвейерных лент, Цель изобретения - повышение надежности контроля и калибровки дефектоскопов за счет обнаружения дефектов, имеющих разную имитационную модель. Выполнение имитаторов дефектов в виде электронной схемы позволяет формировать имитационный сигнал с требуемой формой, параметрами амплитуды и длительности, близкими к сигналам первичного преобразователя от характеристик реальных дефектов тросовой основы конвейерных лент. Контролируемый дефектоскоп подключают к устройству, после чего устанавливают тре буемые параметры имитационного сигнала, контроль которых ведут по осциллографу. С помощью коммутирующих узлов осуществляют проверку всех измерительных каналов и дефектоскопа в целом при воздействии выбранного имитационного сигнала. 3 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Ю 4 (Я > ! В К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4848053/28 (22) 04.06.90 (46) 30.10.92. Бюл. М 40 (71) Ворошиловградский филиал государственного проектно-конструкторского и научно-исследовательского института "Гипроуглеавтоматизация" (72) В.П.Довженко, А.И.Погудин, И.К.Гражданов, А.В.Пащенко, А.Ф.Волынский и Л. Г,Овсейко (56) Авторское свидетельство СССР Иг 1018002, кл. G 01 N 27/82, 1981. Авторское свидетельство СССР N 1379709, кл. G 01 N 27/82, 1986. Авторское свидетельство СССР N. 209822, кл, G 01 N 27/82, 1966. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ДЕФЕ КТОСКОПОВ (57} Изобретение относится к технике неразрушающего контроля и может быть использовано для контроля работоспособности и Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для проверки работоспособности и калибровки дефектоскопов протяженных изделий, армированных тросами, например дефектоскопов для контроля состояния тросовой основь| лент шахтных конвейерных установок. Известны устройства для контроля работоспособности и калибровки дефектоскопов, содержащие первичный преобразователь, связанный с электронным блоком, и имитатор дефектов (1,2). Недостатком известных уст„„5U„„1772715А1 калибровки, например, магнитоиндуктивн ых дефектоскопов контроля состояния тросовой основы резинотросовых конвейерных лент, Цель изобретения — повышение надежности контроля и калибровки дефектоскопов за счет обнаружения дефектов, имеющих разную имитационную модель. Выполнение имитаторов дефектов в виде электронной схемы позволяет формировать имитационный сигнал с требуемой формой, параметрами амплитуды и длительности, близкими к сигналам первичного преобразователя от характеристик реальных дефектов тросовой основы конвейерных лент. Контролируемый дефектоскоп подключают к устройству, после чего устанавливают требуемые параметры имитационного сигнала, контроль которых ведут по осциллографу. С помощью коммутирующих узлов осуществляют проверку всех измерительных каналов и дефектоскопа в целом при воздействии выбранного имитационного сигнала. 3 ил. ройств является их сложность и ограниченные функциональные возможности, Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому изобретения является устройство для автоматического самоконтроля работоспособности дефектоскопа (3), Устройство содержит предназначенный для связи с контролируемым дефектоскопом измерительный блок, включающий датчики и электронный коммутатор, и имитатор дефектов. Имитатор дефектов выполнен в виде пластины или стержня, укреплен на рычаге, 1772715 40 50 взаимодействующем с якорем электромагнита, получающего питание в период межконтрольных пауз, Во время этих пауз имитатор подводится под сканирующие датчики, по сигналу которых судят о работоспособности дефектоскопа. Недостатком прототипа является низкая надежность контроля и калибровки дефектоскопов протяженных изделий, армированных тросами, например, тросовой основы резинотросовых конвейерных лент. Связано это с тем, что имитатор дефектов в прототипе выполнен в виде механической конструкции, обеспечивающей обнару>кение неисправности в любом из каналов контроля дефектоскопа при дефектоскопии только однотипных изделий, имеющих одинаковую имитационную модель дефекта, При контроле же и калибровке дефектоскопов тросовой основы конвейерных лент требуются разнотипные имитационные модели двух основных видов дефектов: реального дефекта типа обрыва от допустимого количества поврежденных тросов на любом участке ленты и технологического дефекта типа стыка от концов тросов на границах ее стыковых соединений. Причем при контроле и калибровке одного и того же дефектоскопа общее число различающихся между собой имитационных моделей для упомянутых двух основных видов дефектов определяется количеством типов лент и диаметром используемых в них тросов (в лентах шахтных конвейеров используются пять основных диаметров тросов: 4,2; 5; 6,0, 7,5 и 8,25 мм), а также величиной номинальной скорости движения ленты. С учетом изложенного использование прототипа для контроля работоспособности дефектоскопов протяженных изделий, армированных тросами, приведет к резкому снижению надежности их контроля и особенно калибровки, т,к, в последнем случае требуется обеспечить перестройку не только многих имитационных моделей дефектов, но и их многократное и точное воспроизведение при проверке последующих дефектоскопов. Целью изобретения является повышение надежности контроля и калибровки дефектоскопов за счет обнаружения дефектов имеющих разную имитационну|о модель. Поставленная цель обеспечивается за счет того, что в устройстве для контроля работоспособности дефектоскопов, содержащем измерительный блок, предназначенный для связки с контролируемым дефектоскопом, и имитатор дефектов, соединенный с измерительным блоком, имитатор выполнен в виде синхронизированного генератора импульсов прямоугольной и треугольной формы, источника питания, резистора, двух счетчиков, двух логических элементов НЕ, двух ключей, коммутирующего узла, кнопки "Пуск" и выходного операционного усилителя с регулируемым резистором на выходе, подвижный контакт которого является выходом имитатора. пер-. вый выход синхронизированного генератора импульсов прямоугольной и треугольной формы связан со входом разрешения первого и счетным входом второго счетчика, а второй выход связан с входами первого и второго ключей, управляющие входы котор ых связан ы соответственно непосредственно с выходом "1" первого счетчика и через второй коммутирующий узел с выхо дами "1" — "m" второго счетчика, выходы первого ключа непосредственно, а второго ключа через логический элемент HE связа ны со;тветственно с неинвертирующим и инвертирующим входами выходного операционного усилителя входы "Сброс" первого и второго счетчиков через кнопку "Пуск" связаны с положительным за>кимом источника питания, а через резистор — с общей точкой источника питания, входом синхронизированного генератора импульсов прямоугольной и треугольной формы, одним из выводов регулируемого резистора и является входом имитатора дефектов, выход m + 1 первого счетчика через второй логический элемент НЕ связан с собственным счетным входом, (п + 1)-й выход второго счетчика связан с собственным входом разрешения. Синхронизированный генератор импульсов прямоугольной и треугольной формы выполнен в виде компаратора и интегратора на базе операционных усилителей, диода, резистора, конденсатора и резистивного делителя, выход компаратора через диод связан с первым выходом синхронизированного генератора импульСов прямоугольной и треугольной формы и через переменный резистор — с общей точкой соединения конденсатора и инвертирующего входа операционного усилителя интегратора, выход которого связан с другим выводом конденсатора и с одним иэ плеч реэистивного делителя на неинвертирующем входе операционного усилителя компаратора, второе плечо которого связано с выходом компаратора, инвертирующий вход операционного усилителя компаратора и неинвертирующий вход операционного усилителя интегратора связаны с общей точкой источника питания, а выход интегратора является вторым выходом синхронизиро1772715 10 25 50 55 ванного генератора импульсов прямоугольной и треугольной формы, На фиг, 1 приведена структурная схема; на фиг, 2 — принципиальная схема синхронизированного генератора импульсов; на фиг, 3 — временные диаграммы, поясняющие работу имитатора, Устройство содержит многоэлементный индукционный первичный преобразо-. ватель 1, электронный блок 2 контролируемого дефектоскопа, коммутирующий узел 3 и имитатор 4 дефектов. Первичный преобразователь 1 и коммутирующий узел 3 образуют измерительный блок устройства. Имитатор дефектов 4 содержит синхронизированный генератор 5 импульсов прямоугольной и треугольной формы, первый 6 и второй 7, счетчики, ключи 8, 9, первый 10 и отарой 11 логические элементы НЕ, второй коммутирующий узел 12, выходной операционный усилитель 13, кнопку "Пуск" 14, резистор 15, регулируемый резистор 16 и источник 17 питания. Синхронизированный генератор 5 (фиг. 2) выполнен в виде связанных между собой компаратора и интегр тора на базе операционных усилителей 18 и 19 соответственно и содержит, кроме того, диод 20, резистор 21, конденсатор 22 и резистивный делитель 23, 24. Синхронизированный генератор 5 предназначен для формирования синхронизированных импульсов прямоугольной (фиг, З,а) и треугольной (фиг. 3,6) формы, является одним из основных узлов электронного имитатора 4 дефектов, на выходе которога в зависимости от положения второго коммутирующего узла 12 формируются два вида двухполярных ил1 пул ьсав треугольной формы (фиг. З,B,ã). Экспериментально установлено, что разнопалярные импульсы треугольной формы, подаваемые через многоэлементный индукционный первичный преобразователь в измерительные каналы серийного дефектоскапа типа УКТЛ для контроля состояния тросовой основы конвейерных лент, наиболее точно отражают форму сигналов первичного преобразователя от реальных дефектов тросовай основы типа "Обрыв" в месте повреждения тросов или типа "Стык" — на границе стыковых соединений. При этом для имитации дефектов типа "Обрыв" в тросовой основе на выходе имитатора 4 формируются положительный и отрицательный импульсы треугольной формы, имеющие общую точку перехода через ноль (фиг. З,в), а для имитации дефектов типа "Стык" — разнополярные импульсы треугольной формы разнесенные еа времени, т.е. имеющие общую линию перехода через ноль (фиг. З,г). Перед проверкой контролируемый дефектоскоп подключается к устройству, Первый коммутирующий узел 3 обеспечивает подачу сигналов имитатора 4 дефектов одновременно на все m + 1 измерительные каналы контролируемого дефектоскопа 2 протяженных изделий или в любой их комбинации. Значения длительности и амплитуды импульса имитационного сигнала, зависящие от номинальной скорости контролируемой ленты, диаметра и количества поврежденных тросов и др. устанавливают при помощи резисторов 21 и 16 в соответствии с их фактическими значениями для характерных дефектов. Работает устройство следующим образом, В исходном состоянии схемы синхронизированный генератор 5 импульсов формирует на первом выходе импульсы прямоугольной формы, а на втором — двухполярные импульсы треугольной формы (фиг. З,а,б). Укаэанные импульсы синхронизированы, т.к. двухполярные импульсы треугольной формы с выхода интегратора на операционном усилителе 19 (фиг. 2) получают путем однократного интегрирования импульсов прямоугольной формы с выхода компаратора на операционном усилителе 18. При этом направление заряда конденсатора 22 интегратора зависит от поляоности выходного напряжения компаратора, которая изменяется на обратную в момент равенства нулю напряжения обратной связи на неинвертирующем входе операционного усилителя 18, задаваемого резистивныл1 делителем 23, 24. Длительность выходных импульсов интегратора определяется величиной элементов 22, 21 и регулируется резистором 21. Импульсы прямоугольной формы с первого выхода генератора 5 импульсов поступают одновременно на axo,ö разрешения и счетный вход счетчиков 6 и 7 соответственна (фиг, 11, однако благодаря собственным цепям самоблокировки указанные счетчики находятся в состоянии "Запрет счета". В связи с этим ключи 8 и 9, управляемые сигналами счетчиков 6 и 7, закрыты и двухполярные импульсы треугольной формы со второго выхода генератора 5 импульсов в исходном состоянии схемы не поступят на входы выходного операционного усилителя 13, а следовательно, и выходной сигнал имитатора 4 дефектов будет отсутствовать. После кратковременного нажатия кнопки 14 "Пуск" стенда разрешается работа 1772715 счетчиков 6, 7 на время появления выходных сигналов которых открываются соответствующие ключи 8, 9, При этом импульсы треугольной формы положительной полярности через ключ 8 поступают непосредственно на неинвертирующий вход выходного операцианного усилителя 13, а импульсы — треугольной формы отрицательной полярности — через ключ 9 и первый логический элемент 10 НЕ на инвертирующий вход этого усилителя. Достигается это тем, что счетчик 6 работает по заднему фронту прямоугольных импульсов, т.е. импульсы на выходе этого счетчика будут во времени совпадать с положительными импульсами треугольнои формы, а счетчик 7 работает по переднему фронту прямоугольных импульсов, т,е. импульсы на его выходе будут совпадать во времени с отрицательными импульсами треугольной формы. Таким образом, на нагрузке выходного операционного усилителя 13 формируется только один двухполярный имитационный сигнал (фиг,3,в,г), после чего схема стенда возвращается в исходное состояние. Это произойдет тогда, когда счетчики 6, 7 насчитывают m импульсов, после чего сработают их цепи самоблокировки и наступит "Запрет счета", Вид имитационного сигнала стенда зависит от положения переключателя l2, Для указанного на схеме фиг. 1 положения переключателя 12 (положение "1") на выходе имитатора 4 формируется один двухполярный имитационный сигнал треугольной формы, положительный и отрицательный импульсы которого имеют общую точку перехода через ноль, т.е. имитируют сигнал первичного преобразователя от повреждения (фиг. З,в). Для любого другого положения переключателя 12 на выходе имитатора 4 формируется также один двухполярный сигнал треугольной формы, положительный и отрицательный импульсы которого будут разнесены во времени, т,е. имеет общую линию перехода через ноль (фиг. З,г) и таким образом имитируют сигнал первичного преобразователя 1 дефектаскопа от границ стыковога соединения. В положении "m" переключателя 12 положительный иатрицательный импульсы имитационного сигнала будут разнесены во времени на максимальную величину. Для приведенного на фиг. З,г случая переключатель 12 находится в положении "3". Амплитуда выходных сигналов имитатора 4 дефектов регулируется с помощью регулируемого резистора 16, Таким образом, выполнение ймитатора дефектов в виде электронной схемы позво5 55 лила существенно повысить надежность формирования имитационного сигнала с требуемыми формой, параметрами амплитуды и длительности, близкими к сигналам первичного преобразователя 1 ат характерных реальных дефектов тросовой основы конвейерных лент. Причем, контролируемый дефектоскоп один раз подключает к устройству, после чего устанавливают требуемые параметры имитационного сигнала, контроль которых ведут по осциллографу, подключенному к выходу имитатора 4 дефектов. С помощью коммутирующих узлов 3 и 12 осуществляют проверку всех измерительных каналов и дефектоскопа в целом при воздействии выбранного имитационного сигнала, Операции регулировки и воспроизведения имитационного сигнала для любого вида повреждения и типа конвейерных лент, диаметров их тросов и скорости движения, в пред:агаемом решении отличаются высокой точностью задания параметров сигнала, Формула изобретения. 1. Устройство для контроля работоспособности дефектоскопов, содержащее измерительный блок, предназначенный для связи с контролируемым дефектоскопом, и имитатор дефектов, соединенный с измерительным блокам, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности контроля и калибровки дефектоскопов, имитатор выполнен в виде синхронизированного генератора импульсов прямоугольной и треугольной формы, источника питания, резистора„двух счетчиков, двух логических элементов НЕ, двух ключей, коммутирующего узла, кнопки "Пуск" и выходногооперацион ного усилителя с регулируемым резисторов на выходе, подвижный контакт которого является выходом имитатора, первый выход синхронизированного генератора импульсов прямоугольной и треугольной формы связан с входом разрешения первого и счетным входом второго счетчика, а второй выход связан с входами первого и второго ключей, управлващие входы которых связаны соответственно непосредственно с выходом "1" первого счетчика и через второй коммутирующий узел с выходами "1" — "m" второго счетчика, выходы nepBoI ключа непосредственна, а второго ключа через первый логический элемент НЕ связаны соответственно с неинвертирующим и инвертирующим входами выходного операционного усилителя, входы "Сброс" первого и второго счетчиков через кнопку "Пуск" связаны с положительным зажимом источника питания, а через резистор — с общей точкой источника питания, входом 1772715 10 синхронизированного генератора импульсов прямоугольной и треугольной формы, одним из выводов регулируемого резистора и является входом имитатора дефектов, выход (m+ 1)-го первого счетчика через второй логический элемент НЕ связан с собственным счетным входом, (m + 1 -й выход второго счетчика связан с собственным входом разрешения, 2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что синхронизированный генератор импульсов прямоугольной. и треугольной формы выполнен в виде компаратора и интегратора на базе операционных усилителей, диода, резистора, конденсатора и резистивного делителя, выход компаратора через диод связан с первым выходом синхронизированного генератора импульсов прямоугольной и треугольной формы и через переменный резистор с общей точкой соединения конденсатора и инвертирующа5 го входа операционного усилителя интегратора, выход которого связан с другим выводом конденсатора и с одним из плеч. резистивного делителя на неинвертирующем входе операционного усилителя компа10 ратора, второе плечо которого связано.с выходом компаратора, инвертирующий вход операционного усилителя компаратора и неинвертирующий вход операционного усилителя интегратора связаны с общей 15 точкой источника питания, а выход интегратора является вторым выходом синхронизированного генератора импульсов прямоугольной и треугольной формы. 1772715 г а Фиг.3 Составитель В.Довженко Техред M.Mîpãåíòàë Корректор ТЛалий Редактор Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 Заказ 3842 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, )К-35, Раушская наб., 4/5
