Устройство для обнаружения дефектов в металлических изделиях

 

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 16.XI.1961 (№ 751891/25-28) Кл, 42k, 46/03 с присоединением заявки №

Приоритет

МПК G 01п

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 620.179.143-462 (088.8) Опуоликовано 21.Ч11.1966. Бюллетень № 15

Дата опубликования описания 2б.IX.196á

Авторы изобретения

А. Д. Братусь, Б, И. Соколов и С. Ф. Сафронов

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ДЕФЕКТОВ

В МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЯХ

Известны магнитные дефектоскопы, селективные к обнаружению дефектов одного какого-либо вида, основанные на использовании вихревых токов, Описываемое устройство, содержащее, как и известные, систему из двух катушек, в одну из которых помещен эталонный образец, а другая служит для пропускания через нее проверяемых изделий, снабженных намагничивающими обмотками постоянного тока и измерительными обмотками переменного тока, дифференциально включенными на вход усилителя. приемника сигналов, обладает повышенной избирательностью устройства к обнаружению определенного типа дефектов.

Это достигается благодаря тому, что в усилительную схему приемника сигналов введены диодные нелинейные преобразователи двух взаимосвязанных напряжений, одно из которых пропорционально амплитуде выходного сигнала, а другое зависит от фазы сигнала относительно фазы напряжения питающего источника, и ограничивающих область пропускания выходного сигнала дефектоскопа.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема дефектоскопа с описываемым устройством; на фиг. 2 — структурная схема дефектоскопа; на фиг. 3 — структурная схема логического блока; на фиг. 4 приведен график А р-характеристик.

Описываемое устройство включает в себя генератор частоты 1, питающий датчик 2 сигнала, и фазовый дискриминатор 8, Датчик

2 сигнала представляет собой две катушки 4, 5 включенные по мостовой схеме. Через одну катушку проходит контролируемое металлическое изделие (труба), и в другой катушке находится труба, которая служит эталоном.

Намагничивание изделий производится об10 мотками 5.

Движение контролируемой трубы через катушку 4 вызывает на выходе моста датчика 2 сигнал, амплитуда и фаза которого, по сравнению с сигналом питающего генератора 1, 15 определяются характером дефекта.Далеесигнал усиливается в усилителе б и через датчик

7 амплитуды и фазовый дискриминатор 8 поступает в логический блок 8.

Схема логического блока дефектоскопа

20 строится на основе попадания Aq,-характеристики искомого дефекта в Атр-область заданного класса дефектов с учетом скорости изменения сигналов.

25 Атр-характеристикой дефекта в данном случае называется траектория вызванного им сигнала в фазовом пространстве (А; Ф (Аср) где А — амплитуда, cp — фаза сигнала, а

Ф (Аср) — функциональная зависимость между

30 амплитудой и фазой сигнала.

184503

Семейство А р-характеристик для ряда дефектов одного из того же класса заполняет собой некоторую Ау-область, образованную вариациями А р-характеристик отдельных дефектов.

Граница А р-области задается нелинейными преобразователями 9 и 10. Блоки 11 и 12 вычитания решают задачу попадания А р-характеристики в заданную область. Цепочки блоков 18 и 14 запаздывания, блоков 15 и 1б вычитания и ограничителей 17 и 18 сигнала контролируют величину изменения сигнала.

На выходе логического блока имеются блок

19 типа «или» и блок 20 совпадения «и». Сигнал на выходе логического блока 8свидетельствует о наличии дефекта заданного класса и может быть использован для автоматизации процесса отбраковки при поточном производстве.

При попадании Аср-характеристики дефекта в заданную А р-область соотношение напряжений на входе и выходе преобразователя 9 и блока 11 в какой-либо момент времени, соответствующий, например, точке 21 на Аср-характеристике дефекта, получаем, что напряжение Up, снимаемое с амплитудного блока (точка 22), больше напряжения, снимаемого с нелинейного преобразователя 9 (точка 28).

При этом диод 24 пропустит ток через сопротивление 25, сигнал с которого поступит в блок 20 совпадения на транзистор 2б, С выхода нелинейного преобразователя 10 снимается напряжение U>, соответствующее точкам 24 и 25, меньшее напряжения, снимаемого с фазового дискриминатора 8 (точка

2б). При этом через диод 27 и сопротивление

28 будет проходить ток, и соответствующий сигнал попадет в блок 20 совпадений на транзистор 29.

Если при этом производная хотя бы одного аА Ф из сигналов — или больше определенdt dt ного уровня, заданного потенциометрами 80 или 81, то сигналы, снимаемые с сопротивлений 82 или 88, поступая в блок 19 (триоды 34 или 85), дают на выходе сигнал, воспринима: емый триодом 8б блока 20.

Описанные процессы в конечном итоге вызывают срабатывание выходного реле 37, которое дает команду на выбрасывание бракованной трубы из потока.

В случаях, когда А р-характеристики соответствуют кривым 88 или 89, напряжение на выходе нелинейных преобразователей будет

1р больше напряжений, получаемых с датчика амплитуды и фазового дискриминатора. В этом случае диоды 24 и 27 запрут цепь тока, следовательно, в блок 20 не поступят соответствующие сигналы, и реле 37 не сработает.

15 Это соответствует случаям, когда А р-характеристики будут вызваны какими-либо другими факторами (изменение геометрических размеров, структуры металла и др.), влияние которых описываемым устройством и не дол20 жно учитываться.

Предмет изобретения

Устройство для обнаружения дефектов в металлических изделиях на основе использования вихревых токов, содержащее систему из двух катушек, в одну из которых помещен эталонный образец, а другая служит для про О пускания через нее проверяемых изделий, снабженных намагничивающими обмотками постоянного тока и измерительными обмотками переменного тока, дифференциально включенными на вход усилителя приемника сигнач5 лов, отличающееся тем, что, с целью повышения избирательности устройства к обнаружению определенного типа дефектов в усилительную схему приемника сигналов введены диодные нелинейные преобразователи двух взаимосвязанных напряжений, одно из которых пропорционально амплитуде выходного сигнала, а другое зависит от фазы сигнала относительно фазы напряжения питающего источника, и ограничивающих область пропу45 скания выходного сигнала дефектоскопа.

184503

Фиг. о

VA гг

25 2б фиг.4

Составитель А. Савастин

Редактор Б. С. Нанкина Техред Л. К. Ткаченко Корректоры: Т. Н. Костикова и М. П. Ромашова

Заказ 3003/19 Тираж 1450 Формат бум. 60><90% Объем 0,44 изд. л. Подписное

БНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2