Вихретоковый дефектоскоп для контроля цилиндрических изделий



Вихретоковый дефектоскоп для контроля цилиндрических изделий
Вихретоковый дефектоскоп для контроля цилиндрических изделий
Вихретоковый дефектоскоп для контроля цилиндрических изделий
Вихретоковый дефектоскоп для контроля цилиндрических изделий

 


Владельцы патента RU 2463589:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" (RU)

Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля продольно-протяженных изделий типа проволоки, прутков или труб. Технический результат: повышение достоверности контроля за счет повышения чувствительности к коротким дефектам. Сущность: дефектоскоп содержит проходной вихретоковый преобразователь 1, с размещенными на круговом цилиндрическом каркасе двумя ортогональными двухсекционными обмотками возбуждения 2 и 3, обмоткой возбуждения круговой конструкции 4, двумя четырехсекционными измерительными обмотками 5 и 7, двумя двухсекционными измерительными обмотками 6 и 8, четырьмя односекционными измерительными обмотками 9-12. Схема, с которой соединены обмотки, содержит генераторы 13 и 14 гармонических сигналов близких частот, генератор 15 гармонического сигнала, схему синхронизации 16, квадратурные фазовращатели 17 и 18, амплитудно-фазовые детекторы 19-28, интегрирующие дискретизаторы 29-38, вычислительные блоки 39 и 40, амплитудные селекторы 41 и 42, блок автоматики 43. 4 ил.

 

Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля продольно-протяженных изделий типа проволоки, прутков или труб.

Известен вихретоковый дефектоскоп (авторское свидетельство СССР №1397821, МПК G01N 27/90, опубл. 23.05.1988 г., бюл. №19 [1]), содержащий проходной вихретоковый преобразователь (ВТП) с размещенными на круговом цилиндрическом каркасе обмоткой возбуждения круговой конструкции и симметрично расположенными относительно нее равномерно распределенными по окружности четырьмя измерительными обмотками, два генератора, два измерительных моста, четыре амплитудно-фазовых детектора, вычислительный блок. Благодаря наличию в вихретоковом преобразователе четырех измерительных обмоток и четырех измерительных каналов осуществляется выделение сигнала от поперечного смещения контролируемого изделия и корректировка в соответствии с направлением смещения коэффициентов преобразования в каждом измерительном канале, что обеспечивает существенное снижение зависимости сигнала от дефекта от поперечного смещения объекта контроля, высокую достоверность обнаружения коротких дефектов (например, локального непровара сварного шва).

Недостатком этого дефектоскопа является низкая достоверность обнаружения протяженных дефектов с малым градиентом свойств в продольном направлении (рисок, царапин, трещин с округлым дном и незначительными перепадами по глубине), что характерно и для других дефектоскопов с проходными вихретоковыми преобразователями.

Известен вихретоковый дефектоскоп для контроля цилиндрических изделий (патент РФ №2090882, МПК G01N 27/90, опубл. 20.09.1997 г., бюл. №26 [2]), выбранный в качестве прототипа, содержащий проходной вихретоковый преобразователь с размещенными на круговом цилиндрическом каркасе двумя ортогональными двухсекционными обмотками возбуждения с размером секций в половину окружности и взаимно противоположным направлением намотки, первой и второй четырехсекционными измерительными обмотками с взаимно противоположным направлением намотки соседних секций, третьей и четвертой двухсекционными с одинаковым направлением намотки секций измерительными обмотками, первый и второй генераторы гармонических сигналов близких частот, схему синхронизации, четыре амплитудно-фазовых детектора, четыре интегрирующих дискретизатора, вычислительный блок, амплитудный селектор и блок автоматики. Секции первой и третьей измерительных обмоток расположены симметрично у границ секций первой обмотки возбуждения. Секции второй и четвертой измерительных обмоток расположены симметрично у границ секций второй обмотки возбуждения. Выходы первого и второго генераторов соединены соответственно с первой и второй обмотками возбуждения, а входы соединены с первым выходом схемы синхронизации. Сигнальные входы первого и второго амплитудно-фазовых детекторов соединены соответственно с первой и третьей измерительными обмотками, а входы управления этих амплитудно-фазовых детекторов соединены с выходом первого генератора. Сигнальные входы третьего и четвертого амплитудно-фазовых детекторов соединены соответственно со второй и четвертой измерительными обмотками, а входы управления этих амплитудно-фазовых детекторов соединены с выходом второго генератора. Сигнальные входы четырех интегрирующих дискретизаторов соединены с выходами соответственно первого, второго, третьего и четвертого амплитудно-фазовых детекторов, входы управления этих интегрирующих дискретизаторов соединены со вторым выходом схемы синхронизации, а выходы - каждый с отдельным входом вычислительного блока. Вход амплитудного селектора соединен с выходом вычислительного блока, а его выход соединен с входом блока автоматики.

Дефектоскоп обеспечивает высокую чувствительность к поверхностным продольным дефектам независимо от того, резко или плавно изменяется их глубина в продольном направлении.

Недостатком известного устройства является низкая чувствительность к коротким дефектам, протяженность которых в продольном направлении не превышает продольного размера секций ВТП.

Задачей изобретения является повышение достоверности контроля за счет повышения чувствительности к коротким дефектам.

Поставленная задача решена за счет того, что вихретоковый дефектоскоп для контроля цилиндрических изделий, так же как в прототипе, содержит проходной вихретоковый преобразователь с размещенными на круговом цилиндрическом каркасе двумя ортогональными двухсекционными обмотками возбуждения с размером секций в половину окружности и взаимно противоположным направлением намотки, первой и второй четырехсекционными измерительными обмотками с взаимно противоположным направлением намотки соседних секций, третьей и четвертой двухсекционными с одинаковым направлением намотки секций измерительными обмотками, первый и второй генераторы гармонических сигналов близких частот, схему синхронизации, четыре амплитудно-фазовых детектора, четыре интегрирующих дискретизатора, вычислительный блок, амплитудный селектор и блок автоматики. Секции первой и третьей измерительных обмоток расположены симметрично у границ секций первой обмотки возбуждения. Секции второй и четвертой измерительных обмоток расположены симметрично у границ секций второй обмотки возбуждения. Выходы первого и второго генераторов соединены соответственно с первой и второй обмотками возбуждения, а входы соединены с первым выходом схемы синхронизации. Сигнальные входы первого и второго амплитудно-фазовых детекторов соединены соответственно с первой и третьей измерительными обмотками, а входы управления этих амплитудно-фазовых детекторов соединены с выходом первого генератора. Сигнальные входы третьего и четвертого амплитудно-фазовых детекторов соединены соответственно со второй и четвертой измерительными обмотками, а входы управления этих амплитудно-фазовых детекторов соединены с выходом второго генератора. Сигнальные входы четырех интегрирующих дискретизаторов соединены с выходами соответственно первого, второго, третьего и четвертого амплитудно-фазовых детекторов, входы управления этих интегрирующих дискретизаторов соединены со вторым выходом схемы синхронизации, а выходы - каждый с отдельным входом вычислительного блока. Вход амплитудного селектора соединен с выходом вычислительного блока, а его выход соединен с входом блока автоматики.

Согласно изобретению на цилиндрическом каркасе вихретокового преобразователя дополнительно размещены третья обмотка возбуждения круговой конструкции и симметрично расположенные относительно нее равномерно распределенные по окружности пятая, шестая, седьмая и восьмая измерительные обмотки с угловым размером в четверть окружности и одинаковым направлением намотки. Пятая и седьмая измерительные обмотки расположены симметрично относительно границ секций первой обмотки возбуждения. Шестая и восьмая измерительные обмотки расположены симметрично относительно границ секций второй обмотки возбуждения. Дефектоскоп дополнительно содержит третий генератор гармонических сигналов, первый и второй квадратурные фазовращатели, шесть амплитудно-фазовых детекторов, шесть интегрирующих дискретизаторов, второй вычислительный блок, второй амплитудный селектор. Выход третьего генератора соединен с третьей обмоткой возбуждения, а вход соединен с первым выходом схемы синхронизации. Входы первого и второго квадратурных фазовращателей соединены с выходами соответственно первого и второго генераторов. Сигнальные входы пятого и шестого амплитудно-фазовых детекторов соединены соответственно с первой и второй измерительными обмотками, а их входы управления соединены с выходами соответственно первого и второго квадратурных фазовращателей. Сигнальные входы седьмого, восьмого, девятого и десятого амплитудно-фазовых детекторов соединены соответственно с пятой, шестой, седьмой и восьмой измерительными обмотками, а их входы управления соединены с выходом третьего генератора. Сигнальные входы шести интегрирующих дискретизаторов соединены каждый с выходом одного из шести амплитудно-фазовых детекторов. Входы управления этих интегрирующих дискретизаторов соединены со вторым выходом схемы синхронизации, а их выходы соединены каждый с отдельным входом второго вычислительного блока, выход которого соединен с входом второго амплитудного селектора. Выход второго амплитудного селектора соединен со вторым входом блока автоматики.

На фиг.1 изображена структурная схема вихретокового дефектоскопа для контроля цилиндрических изделий; на фиг.2 - конструкция ВТП; на фиг.3 - функциональная зависимость сигнала измерительного канала от поперечного смещения объекта контроля; на фиг.4 - функциональная зависимость сигнала измерительного канала от дефекта от поперечного смещения объекта контроля.

Вихретоковый дефектоскоп для контроля цилиндрических изделий содержит проходной вихретоковый преобразователь 1 (ВТП) с размещенными на круговом цилиндрическом каркасе двумя ортогональными двухсекционными обмотками возбуждения 2 и 3, обмоткой возбуждения круговой конструкции 4, двумя четырехсекционными измерительными обмотками 5 и 7, двумя двухсекционными измерительными обмотками 6 и 8, четырьмя односекционными измерительными обмотками 9-12, генераторы гармонических сигналов близких частот 13 (Г1) и 14 (Г2), генератор гармонического сигнала 15 (Г3), схему синхронизации 16 (СС), квадратурные фазовращатели 17 (КФ1) и 18 (КФ2), амплитудно-фазовые детекторы 19-28 (АФД1-АФД10), интегрирующие дискретизаторы 29-38 (ИД1-ИД10), вычислительные блоки 39 (ВБ1) и 40 (ВБ2), амплитудные селекторы 41 (АС1) и 42 (АС2), блок автоматики 43 (БА).

Выход генератора 13 (Г1) соединен с входом квадратурного фазовращателя 17 (КФ1) и обмоткой возбуждения 2. Выход генератора 14 (Г2) соединен с входом квадратурного фазовращателя 18 (КФ2) и обмоткой возбуждения 3. Выход генератора 15 (Г3) соединен с обмоткой возбуждения 4. Входы генераторов 13-15 (Г1-Г3) соединены с первым выходом схемы синхронизации 16 (СС). Сигнальные входы амплитудно-фазовых детекторов 19-22 (АФД1-АФД4) соединены соответственно с измерительными обмотками 5-8. Сигнальные входы амплитудно-фазовых детекторов 25 -28 (АФД7-АФД10) соединены соответственно с измерительными обмотками 9-12. Сигнальные входы амплитудно-фазовых детекторов 23 (АФД5) и 24 (АФД6) соединены соответственно с измерительными обмотками 5 и 7. Входы управления амплитудно-фазовых детекторов 19 (АФД1) и 20 (АФД2) соединены с выходом генератора 13 (Г1). Входы управления амплитудно-фазовых детекторов 21 (АФД3) и 22 (АФД4) соединены с выходом генератора 14 (Г2). Входы управления амплитудно-фазовых детекторов 23 (АФД5) и 24 (АФД6) соединены соответственно с выходами квадратурных фазовращателей 17 (КФ1) и 18 (КФ2). Входы управления амплитудно-фазовых детекторов 25-28 (АФД7-АФД10) соединены с выходом генератора 15 (Г3). Выходы амплитудно-фазовых детекторов 19-28 (АФД1-АФД10) соединены соответственно с входами интегрирующих дискретизаторов 29-38 (ИД1-ИД10), входы управления которых соединены со вторым выходом схемы синхронизации 16 (СС). Выходы интегрирующих дискретизаторов 29-32 (ИД1-ИД4) соединены каждый с отдельным входом вычислительного блока 39 (ВБ1). Выходы интегрирующих дискретизаторов 33-38 (ИД5-ИД10) соединены каждый с отдельным входом вычислительного блока 40 (ВБ2). Выходы вычислительных блоков 39 (ВБ1) и 40 (ВБ2) соединены соответственно с входами амплитудных селекторов 41 (АС1) и 42 (АС2), выходы которых соединены каждый с отдельным входом блока автоматики 43 (БА).

На фиг.2 показана конструкция проходного вихретокового преобразователя 1 (ВТП) дефектоскопа. Для наглядности обмотки условно разнесены вдоль продольной оси Z, реально же все обмотки в продольном направлении совмещены. Секции двухсекционных обмоток возбуждения 2 и 3 имеют размер в половину окружности и взаимно противоположное направление намотки. Односекционные измерительные обмотки 9-12 с угловым размером в четверть окружности и одинаковым направлением намотки равномерно распределены по окружности и расположены симметрично относительно круговой обмотки возбуждения 4. Измерительные обмотки 9 и 10 расположены симметрично относительно границ секций обмотки возбуждения 2, измерительные обмотки 11 и 12 расположены симметрично относительно границ секций обмотки возбуждения 3. Четырехсекционные измерительные обмотки 5 и 7 имеют взаимно противоположное направление намотки соседних секций, а двухсекционные измерительные обмотки 6 и 8 - одинаковое направление намотки. Размер секций измерительных обмоток 5-8 по азимуту не является столь принципиальным, как в случае обмоток возбуждения 2, 3 и измерительных обмоток 9 - 12, и лежит в пределах 30-40° для четырехсекционных и 55-70° для двухсекционных обмоток, что обеспечивает приемлемую однородность чувствительности при любом азимуте дефекта и высокую линейность годографа ВТП от поперечных смещений контролируемого изделия. Секции измерительных обмоток 5 и 6 расположены симметрично у границ секций возбуждающей обмотки 2, секции измерительных обмоток 7 и 8 расположены симметрично у границ секций возбуждающей обмотки 3.

Дефектоскоп устанавливают либо непосредственно на линию изготовления труб, прутков или проволоки либо на специальную линию контроля. В обоих случаях обеспечивается линейное перемещение контролируемых изделий через проходной вихретоковый преобразователь 1 (ВТП) дефектоскопа в направлении оси Z (фиг.2).

Дефектоскоп работает следующим образом. Генераторами 13-15 (Г1-Г3) вырабатываются гармонические напряжения с частотами f1, f2 и f3. Генераторы синхронизируются схемой 16 (СС), благодаря чему поддерживаются стабильными разности частот

f2-f1=Δf и f3-f1=k·Δf,

где k - целое число.

При этом возможны различные варианты синхронизации частот генераторов. Например, такой, когда схема синхронизации содержит генератор прямоугольных импульсов опорной частоты f0, а генераторы 13-15 (Г1-Г3) имеют в своем составе делители частоты соответственно в

m(n-1), m·n, n(n-1) раз,

где m и n - целые числа.

В состав генераторов входят также избирательные цепи для выделения первых гармоник прямоугольных сигналов. Частоты выходных напряжений генераторов 13-15 (Г1-Г3) равны соответственно

f1=f0/m·n;

f2=f0/m(n-1);

f3=f0/n(n-1).

Разность частот

Δf=f/mn(n-1) и k=m-n+1.

Сигнал разностной частоты Δf может быть получен последовательным делением частоты f0 на m, n и (n-1). Этот сигнал со второго выхода схемы синхронизации 16 (СС) подается на входы управления интегрирующих дискретизаторов 29-38 (ИД1-ИД10) и используется для обработки сигналов проходного вихретокового преобразователя 1 (ВТП). Выходные сигналы генераторов 13-15 (Г1-Г3) подаются на обмотки возбуждения ВТП 2-4. Токи этих обмоток создают в зоне контроля ВТП магнитное поле с тремя гармоническими ортогональными пространственными составляющими частот f1, f2 и f3. Трехчастотное магнитное поле возбуждения наводит в контролируемом изделии вихревые токи трех частот. Для измерения магнитного поля вихревых токов частоты f1 используются измерительные обмотки 5 и 6, для измерения магнитного поля вихревых токов частоты f2 - измерительные обмотки 7 и 8, для измерения магнитного поля вихревых токов частоты f3 - измерительные обмотки 9-12. Благодаря соответствующим направлениям намотки секций возбуждающих и измерительных обмоток и их взаимному расположению (фиг.2) при отсутствии изделия в зоне контроля ВТП и при совпадении оси помещенного в зону контроля изделия с продольной осью проходного вихретокового преобразователя 1 (ВТП) начальные и вносимые эдс измерительных обмоток частоты измеряемого магнитного поля отсутствуют. Это свойство ВТП, используемого в предлагаемом вихретоковом дефектоскопе, делает последний малочувствительным к таким мешающим факторам, как изменение диаметра и электромагнитных свойств в допустимых для годного изделия пределах. Эдс частоты измеряемого магнитного поля в измерительных обмотках появляются при нарушении симметрии наводимых в изделии вихревых токов в случае наличия дефекта, радиального смещения (для обмоток 5-8) либо перекоса (для обмоток 5-12) контролируемого изделия относительно продольной оси проходного вихретокового преобразователя 1 (ВТП). Для разделения этих воздействий используется амплитудно-фазовая обработка сигналов. Для этого в дефектоскопе имеются десять одинаковых измерительных каналов, состоящих каждый из последовательно соединенных амплитудно-фазового детектора 19-28 (АФД1-АФД10) и интегрирующего дискретизатора 29-38 (ИД1-ИД10). Каналы, в состав которых входят амплитудно-фазовые детекторы 19-22 (АФД1-АФД4), предназначены для выделения сигналов от протяженных дефектов. Каналы, в состав которых входят амплитудно-фазовые детекторы 25-28 (АФД7-АФД10), предназначены для выделения сигналов от коротких дефектов. Каналы, в состав которых входят амплитудно-фазовые детекторы 23 (АФД5) и 24 (АФД6), предназначены для выделения сигналов от поперечных смещений контролируемого изделия соответственно по осям Y и X. Амплитудно-фазовыми детекторами осуществляется синхронное с соответствующей частотой управления f1, f2 или f3 детектирование напряжений измерительных обмоток ВТП, а интегрирующими дискретизаторами осуществляется усреднение выходных сигналов амплитудно-фазовых детекторов за время Т=1/Δf, задаваемое выходным сигналом схемы синхронизации 16 (СС). Схемотехнически интегрирующие дискретизаторы выполнены аналогично используемым в устройстве-прототипе [2]. Амплитудно-частотная характеристика измерительного тракта с опорной частотой fi имеет нули на частотах, отличающихся от fi на значение, кратное Δf. При этом сигнал от дефекта с несущей частотой fi пропускается измерительным трактом практически без искажения, а присутствующие на входе этого же тракта модулированные сигналы двух других частот ослабляются более чем на порядок. Важно и то, что медленно меняющиеся сигналы этих частот (дрейф напряжения разбаланса, сигналы от смещения) полностью подавляются измерительным трактом даже при весьма близких значениях частот f1, f2 и f3. В результате такой обработки сигналов на выходах дискретизаторов 29 (ИД1), 30 (ИД2), 33 (ИД5) выделяются сигналы, пропорциональные амплитудам вносимых напряжений частоты fi, a на выходах дискретизаторов 31 (ИД3), 32 (ИД4), 34 (ИД6) - частоты f2, на выходах дискретизаторов 35-38 (ИД7-ИД10) - частоты f3.

Качественное разделение сигналов, обусловленных каждой в отдельности составляющей магнитного поля, позволяет эффективно применить в каждом канале, предназначенном для выделения сигналов от дефектов, амплитудно-фазовую отстройку от влияния радиальных смещений и перекосов. Линии смещения на комплексной плоскости ВТП предлагаемого устройства для каждой частотной составляющей близки некоторым прямым, имеющим при оптимально выбранном обобщенном параметре контроля угол с линиями дефекта порядка 45-80°. Отстройка от влияния смещений и перекосов в каждом канале производится регулировкой фазовых сдвигов измеряемых напряжений относительно опорных напряжений амплитудно-фазовых детекторов. В результате этого сигналы, обусловленные смещениями и перекосами, ослабляются измерительными каналами, предназначенными для выделения сигналов от дефектов, в несколько десятков раз. В отличие от каналов выделения сигналов от дефектов опорные напряжения амплитудно-фазовых детекторов 23 (АФД5) и 24 (АФД6) в каналах выделения сигналов от смещений совпадают с фазами сигналов от смещений соответственно в измерительных обмотках 5 и 7. Это обеспечивается изменением фаз выходных напряжений генераторов, используемых в качестве опорных, на 90° квадратурными фазовращателями 17 (КФ1) и 18 (КФ2). На выходе интегрирующего дискретизатора 33 (ИД5) выделяется сигнал, связанный со значением поперечного смещения по оси Y, а на выходе интегрирующего дискретизатора 34 (ИД6) - со значением поперечного смещения по оси X. На фиг.3 показан характер зависимости выходного напряжения интегрирующего дискретизатора 33 (ИД5) U33 от величины поперечного смещения Y. Зависимость выходного напряжения интегрирующего дискретизатора 34 (ИД6) U34 от Х имеет такой же характер.

Амплитуды сигналов от дефекта в каждом канале выделения сигналов от дефектов зависят не только от геометрии дефекта (глубины, раскрытия, ориентации), но и от азимута местоположения на поверхности изделия. Для независимости амплитуды суммарного сигнала от азимута протяженного дефекта в вычислительном блоке 39 (ВБ1) по аналогии с устройством-прототипом [2] производится попарное алгебраическое суммирование выходных сигналов блоков 29-32 (ИД1-ИД4) U29, U32 и U30, U31, а затем векторное суммирование напряжений (U29+U32) и (U30+U31). Выходное напряжение вычислительного блока 39 (ВБ1)

практически не зависит от азимута дефекта. Другой положительной особенностью такого алгоритма обработки сигналов ВТП является то, что в этом случае значительно ослабляется сигнал помехи, обусловленный возможным нарушением оптимального условия отстройки от смещения ввиду изменения электрофизических свойств контролируемого изделия и нарушения перпендикулярности направления отстройки и линии смещения. Уровень выходного сигнала вычислительного блока 39 (ВБ1) контролируется амплитудным селектором 41 (АС1), логический сигнал "1" на выходе которого появляется при превышении установленного порога, соответствующего минимальному обнаруживаемому дефекту. При появлении "1" на выходе амплитудного селектора 41 (АС1) подключенным к нему блоком автоматики 43 (БА) выдается сигнал управления на исполнительные устройства (не показаны).

Для независимости амплитуды суммарного сигнала от азимута короткого дефекта, а также ослабления его зависимости от поперечных смещений контролируемого изделия в вычислительном блоке 40 (ВБ2) по аналогии с устройством-аналогом [1] производится алгебраическое суммирование выходных сигналов интегрирующих дискретизаторов 35-38 (ИД7-ИД10) U35, U36, U37, U38 с коэффициентами соответственно s1, s2, s3, s4, рассчитываемыми в вычислительном блоке 40 (ВБ2) в зависимости от значений выходных сигналов интегрирующих дискретизаторов 33 (ИД5) и 34 (ИД6) каналов измерения поперечных смещений изделия. Необходимость использования при суммировании сигналов от коротких дефектов корректирующих коэффициентов обусловлена существенно большей, чем в случае сигналов от протяженных дефектов, зависимостью от поперечных смещений контролируемого изделия. На фиг.4 показан характер зависимости выходных сигналов от дефекта интегрирующих дискретизаторов 35 (ИД7) и 36 (ИД8) U35 и U36 от значения поперечного смещения Y. Эти зависимости можно представить функциями

U35=F1·Y·UN1 и U36=F2·Y·UN2,

где UN1 UN2 - сигналы от дефекта в соответствующих каналах при отсутствии смещения (Y=0);

F1 и F2 - функции, описывающие зависимости от смещения сигналов от дефекта.

Функцию преобразования канала измерения смещения по оси Y (фиг.3) можно представить следующим образом:

U33=F3·Y,

где F3 - функция, описывающая зависимость выходного сигнала измерительного канала от поперечного смещения.

В результате подстановки определяемой из этого выражения величины Y=U33/F3 в предыдущие выражения получаем независимые от смещения значения сигналов от дефекта:

UN1=F3U35/F1U33 и UN2=F3U36/F2U33.

И, таким образом, корректирующие коэффициенты

s1=F3/F1U33 и s2=F3/F2U33.

Аналогичным образом, с учетом одинакового характера зависимости сигналов от смещений X и Y, определяют корректирующие коэффициенты

s3=F3/F1U34 и s4=F3/F2U34.

Функциональные зависимости F1, F2 и F3 от величины поперечного смещения определяются, как правило, экспериментально и задаются в вычислительном блоке 40 (ВБ2) таблично либо аппроксимируются аналитическими выражениями. Выходное напряжение вычислительного блока 40 (ВБ2)

U40=s1U35+s2U36+s3U37+s4U38

практически не зависит от азимута дефекта и мало зависит от поперечного смещения контролируемого изделия. Уровень выходного сигнала вычислительного блока 40 (ВБ2) контролируется амплитудным селектором 42 (АС2), логический сигнал "1" на выходе которого появляется при превышении установленного порога, соответствующего минимальному обнаруживаемому дефекту. При появлении "1" на выходе амплитудного селектора 42 (АС2) подключенным к нему блоком автоматики 43 (БА) выдается сигнал управления на исполнительные устройства.

Использование предлагаемого вихретокового дефектоскопа для контроля стальных прутков и труб обеспечивает повышение чувствительности к коротким дефектам и высокую достоверность контроля на наличие как протяженных, так и коротких дефектов.

Вихретоковый дефектоскоп для контроля цилиндрических изделий, содержащий проходной вихретоковый преобразователь с размещенными на круговом цилиндрическом каркасе первой (2) и второй (3) ортогональными двухсекционными обмотками возбуждения с размером секций в половину окружности и взаимно противоположным направлением намотки, первой (5) и второй (7) четырехсекционными измерительными обмотками с взаимно противоположным направлением намотки соседних секций, третьей (6) и четвертой (8) двухсекционными с одинаковым направлением намотки секций измерительными обмотками, причем секции первой (5) и третьей (6) измерительных обмоток расположены симметрично у границ секций первой (2) обмотки возбуждения, секции второй (7) и четвертой (8) измерительных обмоток расположены симметрично у границ секций второй (3) обмотки возбуждения, первый и второй генераторы гармонических сигналов близких частот, выходы которых соединены соответственно с первой (2) и второй (3) обмотками возбуждения, схему синхронизации, первый выход которой соединен с входами генераторов, первый и второй амплитудно-фазовые детекторы, сигнальные входы которых соединены соответственно с первой (5) и третьей (6) измерительными обмотками, а входы управления соединены с выходом первого генератора, третий и четвертый амплитудно-фазовые детекторы, сигнальные входы которых соединены соответственно со второй (7) и четвертой (8) измерительными обмотками, а входы управления соединены с выходом второго генератора, четыре интегрирующих дискретизатора, сигнальные входы которых соединены с выходами соответственно первого, второго, третьего и четвертого амплитудно-фазовых детекторов, входы управления интегрирующих дискретизаторов соединены со вторым выходом схемы синхронизации, а их выходы соединены каждый с отдельным входом вычислительного блока, амплитудный селектор, вход которого соединен с выходом вычислительного блока, а выход соединен с входом блока автоматики, отличающийся тем, что на цилиндрическом каркасе вихретокового преобразователя дополнительно размещены третья (4) обмотка возбуждения круговой конструкции и симметрично расположенные относительно нее равномерно распределенные по окружности пятая (9), шестая (11), седьмая (10) и восьмая (12) измерительные обмотки с угловым размером в четверть окружности и одинаковым направлением намотки, причем пятая (9) и седьмая (10) измерительные обмотки расположены симметрично относительно границ секций первой (2) обмотки возбуждения, шестая (11) и восьмая (12) измерительные обмотки расположены симметрично относительно границ секций второй (3) обмотки возбуждения, дефектоскоп дополнительно содержит третий генератор гармонических сигналов, выход которого соединен с третьей (4) обмоткой возбуждения, а вход соединен с первым выходом схемы синхронизации, первый и второй квадратурные фозовращатели, входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго генераторов, пятый и шестой амплитудно-фазовые детекторы, сигнальные входы которых соединены соответственно с первой (5) и второй (7) измерительными обмотками, а входы управления соединены с выходами соответственно первого и второго квадратурных фазовращателей, седьмой, восьмой, девятый и десятый амплитудно-фазовые детекторы, сигнальные входы которых соединены соответственно с пятой (9), шестой (11), седьмой (10) и восьмой (12) измерительными обмотками, а их входы управления соединены с выходом третьего генератора, шесть интегрирующих дискретизаторов, сигнальные входы которых соединены с выходами соответственно пятого, шестого, седьмого, восьмого, девятого и десятого амплитудно-фазовых детекторов, входы управления этих интегрирующих дискретизаторов соединены со вторым выходом схемы синхронизации, а их выходы соединены каждый с отдельным входом второго вычислительного блока, выход второго вычислительного блока соединен с входом второго амплитудного селектора, выход которого соединен со вторым входом блока автоматики.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для контроля отверстия, не являющегося прямолинейным и/или имеющего сечение, не являющееся круглым, в частности отверстия в диске ротора газотурбинного двигателя.

Изобретение относится к неразрушающему контролю. .

Изобретение относится к области неразрушающего контроля методом вихревых токов и может быть использовано для измерения толщин тонких неферромагнитных покрытий из висмута, свинца, цинка, кобальта, кадмия и их сплавов, имеющих меньшую электропроводность, чем неферромагнитные основания из меди, латуней, бронз, серебра и т.п.

Изобретение относится к измерительной технике, контролю линейных перемещений габаритных валов роторных машин. .

Изобретение относится к неразрушающему контролю. .

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для оценки состояния электропроводящих изделий, например оболочек тепловыделяющих элементов (твэлов) ядерных реакторов.

Изобретение относится к неразрушающему контролю трубопроводов. .

Изобретение относится к устройствам измерения толщины стенки трубок и может быть использовано как средство неразрушающего контроля при массовом производстве, в частности в процессе производства тепловыделяющих элементов атомных реакторов.

Изобретение относится к магнитографической дефектоскопии

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано при диагностике трубопроводов из ферромагнитных материалов

Изобретение относится к определению реперов интересующих точек в зоне (10, 20) поверхности детали (100), включающему в себя установление плотного контакта в упомянутой зоне поверхностного контрольного образца (11, 21), представляющим собой тонкий и достаточно эластичный слой, чтобы соответствовать форме зоны; при этом тонкий слой содержит трассы электропроводящего материала; при этом при проходе зонда (30) с токами Фуко по трассе подается значащий и характерный сигнал трассы; при этом данный характерный сигнал соответствует реперу интересующей точки, определяемым таким образом в упомянутой зоне

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в промышленности для контроля осевого смещения и поперечного биения валов

Изобретение относится к измерительной технике

Изобретение относится к неразрушающему контролю методом вихревых токов и может быть использовано для дефектоскопии и контроля электрических, магнитных и геометрических свойств объектов из электропроводящих материалов

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для выявления подповерхностных дефектов в ферромагнитных объектах. Сущность изобретения заключается в том, что в предлагаемом способе контролируемый объект намагничивают постоянным магнитным полем, возбуждают с помощью вихретокового преобразователя на контролируемом участке вихревые токи, регистрируют вносимое в вихретоковый преобразователь напряжение U _ в н и по нему судят о наличии дефектов, и согласно изобретению путем изменения параметра Р, регулирующего воздействие постоянного магнитного поля на контролируемый объект, плавно изменяют напряженность Н постоянного магнитного поля от минимальной величины до максимальной, регистрируют максимум Uмax амплитуды вносимого в вихретоковый преобразователь напряжения U _ в н и величину соответствующего ему значения параметра Р, а параметры дефекта оценивают по совокупности значений Uмах и Р. Технический результат - повышение чувствительности и информативности контроля. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к способу определения и оценки трещин в испытываемом объекте из электропроводного материала. Способ включает: нагружение испытываемого объекта электромагнитным переменным полем с предварительно определенной постоянной или переменной частотой (f), определение вихревых токов, индуцированных в испытываемом объекте, вдоль предварительно определенных параллельных измерительных путей на участке (10) поверхности испытываемого объекта, обеспечение сигналов вихревых токов, причем каждый сигнал вихревых токов соответствует измерительному пути, преобразование (14) сигналов вихревых токов и предоставление преобразованных измеренных величин как функции измерительного пути, частоты (f) и положения (s) вдоль измерительного пути, интерпретация (16) преобразованных измеренных величин с применением преобразованных измеренных величин, по меньшей мере, одного соседнего измерительного пути, и предоставление сигналов трещин со скорректированной амплитудой и/или положением пути по отношению к преобразованным измеренным величинам. Технический результат заключается в повышении различительной способности определения трещин. 16 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к геофизическим исследованиям в скважине и может быть применено при электромагнитной дефектоскопии многоколонных конструкций стальных труб. Способ заключается в излучении зондирующих импульсов с помощью генераторного соленоида, расположенного внутри исследуемых труб, ось которого совпадает с осью исследуемых труб, и измерении ЭДС, наведенной в приемных катушках процессом спада электромагнитного поля. При этом измеряют магнитный поток, вызванный зондирующими импульсами генераторного соленоида, с помощью датчиков, расположенных по периметру прибора на расстоянии r от оси зонда, напротив торца генераторного соленоида, по N секторам, в радиальном направлении. Технический результат заключается в расширении области применения и повышении качества дефектоскопии труб. 10 ил.
Наверх