Устройство для вихретокового контроля

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в различных отраслях промышленности для измерения механических характеристик материалов. Вихретоковый структуроскоп, содержащий последовательно соединенные автогенератор, вихретоковый преобразователь, фазовый детектор, опорное напряжение на который подается от автогенератора, линеаризатор, а также индикатор, дополнительно содержит подключенные к выходу линеаризатора последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, блок памяти и перемножающий цифроаналоговый преобразователь, а также блок опорного напряжения и мультиплексор, выход блока опорного напряжения соединен с входом опорного напряжения цифроаналогового преобразователя и одним из входов мультиплексора, два других входа которого подключены к выходам линеаризатора и цифроаналоговог преобразователя соответственно, а выход - к индикатору. Изобретение реализовано при разработке вихретокового структуроскопа ВС-30Н для измерения временного предела прочности алюминиевых сплавов. 1 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в авиационной, машиностроительной, металлургической промышленности для контроля качества изделий из немагнитных металлов путем измерения механических характеристик материала.

Известны приборы для измерения удельной электрической проводимости, которые используются для контроля качества изделий из немагнитных металлов [1] .

Недостатком их является необходимость для потребителя самому устанавливать корреляционные связи между механическими характеристиками и удельной электрической проводимостью, и при контроле дополнительно использовать переводные графики или таблицы.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для вихретокового контроля, содержащее последовательно соединенные автогенератор, вихретоковый преобразователь, фазовый детектор, опорное напряжение на который подается от автогенератора, линеаризатор и индикатор [2] .

Однако для контроля этим устройством механических характеристик материалов также требуются переводные графики или таблицы.

Цель изобретения - создание вихретокового структуроскопа для измерения механических характеристик материалов.

Поставленная цель достигается тем, что вихретоковый структуроскоп, содержащий последовательно соединенные автогенератор, вихретоковый преобразователь, фазовый детектор, опорное напряжение на который подается от автогенератора, линеаризатор и индикатор, дополнительно содержит подключенные к выходу линеаризатора последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, блок памяти и перемножающий цифроаналоговой преобразователь, а также блок опорного напряжения и мультиплексор, выход блока опорного напряжения соединен с входом опорного напряжения цифроаналогового преобразователя и одним из входов мультиплексора, два других входа которого подключен к выходам линеаризатора и цифроаналогового преобразователя соответственно а выход - к индикатору.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого вихретокового структуроскопа.

Структуроскоп содержит последовательно соединенные автогенератор 1, вихретоковый преобразователь 2, фазовый детектор 3, опорное напряжение на который подается от автогенератора 1, и линеаризатор 4, индикатор 5, а также подключенные к выходу линеаризатора аналого-цифровой преобразователь 6, блок 7 памяти и перемножающий цифроаналоговый преобразователь 8, блок 9 опорного напряжения и мультиплексор 10, выход блока 9 опорного напряжения соединен с входом опорного напряжения цифроаналогового преобразователя 8 и одним из входов мультиплексора 10, два других входа которого подключены к выходам линеаризатора 4 и цифроаналогового преобразователя 8 соответственно, а выход - к индикатору 5.

Структуроскоп работает следующим образом.

Автогенератор 1 питает синусоидальным током вихретоковый преобразователь 2. Вносимое в преобразователь 2 напряжение, обусловленное наличием изделия в зоне контроля, поступает на вход фазового детектора 3, на второй вход которого поступает опорное напряжение от автогенератора 1. Выходное напряжение фазового детектора 3, являющееся функцией удельной электрической проводимости контролируемого материала, поступает на вход линеаризатора 4 так, что на его выходе напряжение прямо пропорционально удельной электрической проводимости. В одном из режимов работы структуроскопа это напряжение с помощью мультиплексора 10 может быть подано на индикатор 5. В этом случае структуроскоп выполняет функцию измерителя удельной электрической проводимости. Далее выходное напряжение линеаризатора 4 поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 6, где преобразуется в двоичный код, подаваемый на адресные входы блока 7 памяти. В блоке 7 памяти записывается функция Y = kf(X), описывающая зависимость той или иной механической характеристики материала (временной предел прочности, критерий пластичности и т. п. ) от его удельной электрической проводимости. При этом каждой величине удельной электрической проводимости Х на адресных входах блока 7 памяти соответствует цифровой код механической характеристики Y/k на выходе данных. Величина коэффициента k зависит от измеряемой величины: долевое направление волокна, поперечное или тангенциальное. Для его выбора используется перемножающий цифроаналоговый преобразователь 8, на вход которого подается код с выхода данных блока 7 памяти, а опорное напряжение, прямо пропорциональное величине коэффициента k, поступает с блока 9 опорного напряжения. Для контроля за выбором нужной величины коэффициента k выход блока 9 опорного напряжения через мультиплексор 10 подключается к индикатору 5. После выбора требуемой величины коэффициента k на индикатор 5 через мультиплексор 10 подается выходное напряжение цифроаналогового преобразователя 8, пропорциональное величине измеряемой механической характеристики материала.

В настоящее время разработан и изготовлена первая промышленная партия вихретокового структуроскопа ВС-30Н для контроля временного предела прочности алюминиевых сплавов со следующими техническими характеристиками: Диапазон измерений удельной электрической проводимости 13-35 МСм/м Диапазон измерений временного предела прочности 6-62 кГ/мм Диапазон регулировки коэффициента k 0,09-0,19 (56) 1. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Справочник в 2-х книгах. Кн. 2. Под ред. В. В. Клюева, 2-е изд. , переработанное и дополненное. М. : Машиностроение, 1986, с. 156-158.

2. Авторское свидетельство СССР N 1310709, кл. G 01 N 27/90, 1986.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИХРЕТОКОВОГО КОНТРОЛЯ, содержащее последовательно соединенные автогенератор, вихретоковый преобразователь, фазовый детектор, опорный вход которого подключен к автогенератору, линеаризатор и аналого-цифровой преобразователь, а также индикатор, отличающееся тем, что, с целью расширения области использования за счет изменения также и механических характеристик материалов, оно снабжено подключенными к выходу аналого-цифрового преобразователя последовательно соединенными блоком памяти, перемножающим цифроаналоговым преобразователем и мультиплексором, выход которого подключен к индикатору, блоком опорного напряжения, выходы которого соединены соответственно с входом опорного напряжения перемножающего цифроаналогового преобразователя и вторым входом мультиплексора, третий вход которого подключен к выходу линеаризатора.

РИСУНКИ

Рисунок 1