Электромагнитный дефектоскоп

 

Свез 6аетвииа

Сациалистичвска

Республик

О П И С А Н И Е 1») 605l60

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.07.76 (21) 2389641/25-28 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.04.78. Бюллетень № 16 (45) Дата опубликования описания 27.04,78 (51) М. Кл е С 01N 27/86

Государственный комитет

Совета Ммнмстров СССР по делам мзобретенмй м открытий (53) УДК 620.179.14 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. Б. Кузнецов, В. В. Сухоруков и Ю. М. Улитин

Московский ордена Ленина энергетический институт (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ДЕФЕКТОСКОП

Изобретение относится к средствам, не нарушающим структуру объектов контроля, и может быть использовано для дефектоскопии движущихся электропроводных изделий.

Известен электромагнитный дефектоскоп, содер>кащий последовательно связанные генератор сигналов, токовихревой преобразователь и канал индикации ортогональных компонентов его сигналов (1).

Однако, точность контроля известным дефектоскопом недостаточная, так как канал индикации выполнен в виде двух регулируемых мостов, баланс которых нестабилен при изменении условий эксплуатации дефектоскопа.

Известен электромагнитный дефектоскоп, содержащий последовательно связанные генератор сигналов, вихретоковый преобразователь, два канала фазочувствительной индикации сигналов, сумматор и блок анализа сигналов (2).

Точность контроля движущихся изделий этим дефектоскопом также недостаточная, так как параметры фазочувствительной индикации нестабильны при изменении режима питания дефектоскопа и частоты генератора.

Целью изобретения является повышение точности контроля движущихся изделий и материалов.

Цель достигается тем, что дефектоскоп снаб>кен синхронными оптимальными фильтрами и квадраторами, включенными в каналы фазочувствительной индикации, блоком извле5 чсния квадратного корня, включенным между сумматором и блоком анализа, а канал опорных сигналов фазочувствительной индикации выполнен в виде последовательно связанных удвоителя частоты, компаратора и триггеров.

10 На фиг. 1 — 3 приведены, соответственно, структурные схемы дефектоскопа, оптимального фильтра и линии задер>кки.

Дефектоскоп содержит генератор 1 сигналов, вихрстоковый преобразователь 2, удво15 итель 3 частоты, амплитудный детектор 4, компаратор 5, первый триггер 6, инвертор 7, второй триггер 8, первый фазовый детектор 9, второй фазовый детектор 10, синхронные QITxvмальныс фильтры 11 и 12, квадраторы 13 и

20 14, сумматор 15, блок 16 извлечения корня, блок 17 анализа сигнала.

Все указанные элементы (за исключением 1 и 2) составляют два канала фазочувствительной индикации сигналов.

Оптимальные фильтры 11 и 12 имеют одинаковые структурные схемы и состоят из управляемой линии 18 задержки с отводами, каждый из которых соединен с одним входом сумматора 19 фильтра, а также датчика 20 скорости движения изделия.

605160

AT= IIF.

Управляемая линия 18 задержки с отводами содержит несколько, например четыре, блока 21 — 24 «выборки — хранения» сигнала. Датчик 20 скорости движения изделия состоит из тахогенератора 25, кинематически связанного с устройством транспортировки контролируемого изделия, преобразователя 26 «напряжение — частота» и распределителя 27импульсов.

Генератор 1 возбуждает вихретоковый преобразователь 2. Перемещение контролируемого изделия с дефектом относительно преобразователя 2 приводит к возникновению на его выходных зажимах импульсного сигнала, параметры которого связаны с параметрами дефектного участка изделия. Выходное напряжение вихретокового преобразователя 2 поступает на фазовые детекторы 9 и 10 двух идентичных измерительных каналов. Выходное напряжение генератора 1 переменного тока частоты fþ подается на удвоитель 3 частоты, в качестве которого может быть использован двухполупериодный выпрямитель. Напряжение удвоенной частоты воздействует на один из входов компаратора 5, который предназначен для формирования последовательности прямоугольных импульсов удвоенной частоты со сква>кностью, равной двум (меандр). Постоянное напряжение с выхода амплитудного детектора 4 поступает на второй вход компаратора 5 и определяет порог его срабатывания. Величина порога пропорциональна амплитуде напряжения генератора 1, что позволяет сформировать меандр независимо от величины выходного напряжения генератора 1.

Прямой и инвертированный инвертором 7 меандры поступают на триггеры 6 и 8. Последние работают как делители частоты с коэффициентом делепия, равным двум. Следовательно, частота последовательностей импульсов на выходе триггеров 6 и 8 равна частоте fo генератора 1. Так как первый триггер запускается по заднему фронту импульсов удвоенной частоты, а второй триггер за счет инвертора 7— по переднему, выходные напряжения триггеров 6 и 8 сдвинуты друг относительно друга на 90 градусов. Фазовый сдвиг последовательностей импульсов сохраняется неизменным в диапазоне частот от долей Герца до единиц мегаГерц. Входы опорных напряжений фазовых детекторов 9 и 10 подключены к выходам триггеров 6 и 8. Напряжения на выходах фазовых детекторов 9 и 10 пропорциональны квадратурным составляющим напряжения вихретокового преобразователя 2.

С выходов фазовых детекторов 9 и 10 импульсы от дефектов поступают на оптимальные фильтры 11 и 12. Оптимальные фильтры, будучи согласованы с заданной формой импульса сигнала от дефекта, позволяют получить наивысшее отношение сигнал/помеха.

Под помехами в этом случае понимаются изменения напряжения вихретокового преобразователя 2, обусловленные влиянием мешающих контролю факторов, таких, например, как

60 б5

4 вариации магнитной проницаемости, удельной электрической проводимости и геометрических размеров объекта контроля, вибрации объекта контроля и т. д. На входе оптимального фильтра включена управляемая линия задержки с отводами. Этим обеспечивается изменение времени задержки в зависимости от скорости движения объекта контроля. Отводы управляемой линии 18 задержки соединены с входами сумматора 19 фильтра, выход которого служит выходом оптимального фильтра. Благодаря такому устройству оптимальный фильтр согласован с импульсом сигнала от дефекта независимо от скорости движения контролируемого изделия.

С выходов оптимальных фильтров 11 и 12 импульсы сигналов от дефектов поступают на квадраторы 13 и 14 и сумматор 15, выходной сигнал которого пропорционален квадрату модуля вектора вносимого напряжения от дефекта. Напряжение на выходе блока 16 извлечения квадратного корня, поступающее на вход блока 17 анализа сигнала, пропорционально модулю вектора выходного напряжения вихретокового преобразователя 2. Благодаря этому

:увствительность дсфектоскопа к дефектам не изменяется при изменении фазы вносимого напряжения вихрстокового преобразователя 2, ITo повышает достоверность контроля. Производительность контроля возрастает в результате того, что пе требуется участие оператора в процедуре оп,енки»ыходпых сигналов дсЬектоскопа.

Тахогенератор 25, кинематически связанный с устройством транспортировки контролируемого изделия, вырабатывает напряжение, пропорциональное скорости движения объекта контроля. Выходные зажимы тахогенератора

25 подклочены к преобразователю 26 «напряжение — частота». Частота Г следования выходных импульсов преобразователя 26 определяется величиной напряжения тахогенератора

25, а значит и скоростью движения изделия относительно преобразователя 2. Преобразователь 26 «напряжение — частота» соединен с распределителем 27 импульсов, на выходах которого формируются две сдвинутые во времени друг относительно друга последовательности прямоугольных импульсов. Временной сдвиг AT последовательностей импульсов равен

Один из выходов распределителя 27 импульсов соединен с тактируемыми входами блоков 21 и 23, а другой — со входами блоков 22 и 24 «выборки — хранения». Такое соединение тактируемых входов приводит к последовательной передаче информации из одного блока «выборки — хранения» в другой с временной задержкой на один такт, т. е. на время ЛТ. Сигнал, поступающий с одного из фазовых детекторов 9 или 10 на блок 21 «выборки — хранения», снимается с отводов линии задержки. Очевидно, задержка сигналов, 605160

Г 1

Г

Рог /

Рог г

Составитель А. Духаиин

Редактор В. Борисова Техред Н. Рыбкина

Корректор Л. Орлова

Заказ 502/5 Изд. № 384 Тираж 1122

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2 получаемых на отводах управляемой линии

18 задержки, определяется выражением

t a=N ьТ, где Л вЂ” количество блоков «выборки — хранения», включенных между входом фазового детектора и данным отводом управляемой линии задержки и линейно связана со скоростью движения объекта контроля относительно вихретокового преобразователя 2. Согласование описанного выше оптимального фильтра заключается в получении его импульсной передаточной характеристики, совпадающей с формой импульса сигнала от дефекта, получаемой либо расчетным, либо экспериментальным путем.

Формула изобретения

Электромагнитный дефектоскоп, содержащий последовательно связанные генератор сигналов, вихретоковый преобразователь, два канала фазочувствительной индикации сигналов, сумматор и блок анализа сигналов, отл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения точности контроля движущихся изделий, он снабжен синхронными оптимальными фильтрами и квадраторами, включенными в каналы фазочувствительной индикации, блоком извлечения квадратного корня, включенным между сумматором и блоком анализа, а капал опорнь|х сигналов фазочувствительной индикации выполнен в виде последовательно связанных удвоителя частоты, компаратора и триггеров.

Источи .ки информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лвторское свидетельство СССР № 542950, кл. G 01 27/86, 1974.

2. Патент СССР № 352481, кл. G 01K 27/86, 20 19б9.