Вихретоковое устройство для неразрушающе-го контроля

 

и 11 8280 60

OnИСЛНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25.05.79 (21) 2771635/25-28 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.05.81. Бюллетень № 17 (45) Дата опубликования описания 07.05.81 (51) М. Кл.

G 01N 27/90

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 620.179.14 (088.8) (54) ВИХРЕТОКОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ

Н ЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для вихретокового контроля электропроводящих объектов.

Известны вихретоковые устройства для неразрушающего контроля, содержащие последовательно соединенные генератор, вихретоковый преобразователь, компенсатор, блок обработки сигналов и блок индикации (1)

Недостатком известного устройства является то, что оно не обладает необходимой надежностью контроля из-за наличия изменения уровня недокомпенсации в процессе его работы при вариации внешних условий, например температуры.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является вихретоковое устройство для неразрушающего контроля, содержащее последовательно соединенные генератор, вихретоковый преобразователь, избирательный усилитель, фазочувствительный детектор, первый вход которого соединен с выходом избирательного усилителя, а второй вход подключен к выходу генератора, коммутатор, первый вход которого соединен с выходом избирательного усилителя, две схемы запоминания, первые входы которых подключены к выходам коммутатора, дифференциальный усилитель, входы которого соединены с выходами схем запоминания, блок обработки сигналов, блок управления и индикации (2).

Это устройство не обеспечивает необходимой надежности контроля, так как оно не обладает возможностью подавления влияния изменения уровня недокомпенсации на результаты контроля.

Цель изобретения — повышение надеж1р ности контроля.

Поставленная цель достигается благодаря тому, что устройство снабжено двумя блоками стробирования, соединенными первыми входами с генератором, вторыми вхо15 дами — с выходом избирательного усилителя, третьими входами — с выходом блока управления и индикации, первыми выходами — с первым входом коммутатора и вторыми выходами — с управляющими входами коммутатора и входами обеих схем запоминания. Блок стробирования может состоять из фазосдвигающей схемы, вход которой соединен с выходом избирательного усилителя, переключателя, первый вход

25 первой группы контактов которого подключен к выходу фазосдвигающей схемы, а второй вход — к генератору, первый вход второй группы контактов переключателя подключен к выходу избирательного усили30 теля, а выход к первому входу коммутато828060 ра, компаратора, соединенного своими входами с выходом первой группы контактов переключателя, а своим выходом — с входом делителя частоты с регулируемым коэффициентом деления, выход которого соединен с первым входом схемы синхронизации, соединенной своим вторым входом с выходом блока управления и индикации, а своим выходом — — с управляющими входами коммутатора и схемы запоминания.

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2— структурная схема блока стробирования.

Вихретоковое устройство неразрушающего контроля содержит последовательно включенные генератор 1, вихретоковый преобразователь 2, избирательный усилитель 3, фазочувствительпый детектор 4, первый вход которого соединен с выходом избирательного усилителя 3, а второй вход подключен к выходу генератора 1, коммутатор

5, первую и вторую схемы 6, 7 запоминания, первые входы которых соответственно соединены с первым и вторым выходами коммутатора 5, дифференциальный усилитель 8, входы которого подключены к выходам схем 6, 7 запоминания, блок 9 ооработки сш налов, блок 10 управления и индикации, первый и второй блоки 11 и 12 стробировапия, первые входы которых соединены с выходом генератора 1, вторые входы подключены к выходу избирательного усилителя 3, третьи входы соответственно соединены с первым и вторым выходами блока 10 управления и индикации. Первые выходы подключены к первому входу коммутатора 5, второй выход блока 11 стробировапия соединен сО вторыми входами коммутатора 5 и схемы 6 запоминания, а второй выход блока 12 стробирования подключен к третьему входу коммутатора 5 и второму входу схемы 7 запоминания.

Каждый блок стробировани я содержит фазочувствительную схему 13 со сдвигом фазы на 90, подключенную к выходу избирательного усилителя 3, переключатель 14, первый вход которого соединен с выходом генератора 1, второй вход подключен к выходу избирательного усилителя 3, третий вход соединен с выходом фазочувствительной схемы 13, первый выход подключен к первому входу коммутатора 5, а второй выход соединен с входом компаратора 15, регистрирующего переходы входного напряжения через нуль, делитель частоты 16 с регулируемым коэффициентом деления к, вход которого подключен к выходу компаратора 15, схему синхронизации, выполненную на основе Д-триггеров 17, 18 и схемы

19 конъюнкции (потенциальный синхронизатор с двойным буферированием), вход тактирования которой (триггер 17) соединен с выходом делителя 16, вход предустановки (триггер 18) подключен к выходу блока 10 управления и индикации, а вы5

1О

65 ход — к управляющим входам коммутатора 5 и схемы 6 (7) запоминания.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 спнусондальным током возбуждает преобразователь 2, взаимодействующий с объектом контроля (не показан).

Выходной сигнал преобразователя поступает на вход избирательного усилителя 3, усиливающего первую гармонику сигнала, и детектируется фазочувствптсльпым детектором 4. Огибающая высокочастотных колебаний поступает на вход коммутатора 5.

Выбор канала коммутатора производится по сигналу блока 10 управления и индикации. В режиме компенсации при поступлении сигнала с первого выхода блока 10 управления и индикации на вход блока 11 стробировання последний вырабатывает прямоугольный импульс строба, длительность которого кратна первому периоду напряжения генератора 1, а фронты совпадают с моментами достижения максимума первой гармоники. Импульс строба поступает на второй вход коммутатора 5 и второй вход схемы 6 запоминания и разрешает прохождение напряжения с выхода избирательного усилителя 3 на первый вход схемы 6 запоминания. По спаду импульса строба запоминается напряжение недокомпенсации U„„. В режиме измерения на вход блока 12 стробирования поступает сигнал со второго выхода блока 10 управления и индикации, по которому блок 12 стробировапня вырабатывает импульс строба (аналогично предыдущему), разрешающий прохождение напряжения по второму каналу коммутатора 5 на первый вход схемы запоминания 7. В момент окончания действия импульса строба запоминается напряжение, равное сумме информативного напряжения

U„è U„„„;. На выходе дифференциального усилителя 8 появляется напряжение, прямо пропорциональное U„„, которое поступает в блок 9 обработки сигналов и после обработки выдается на индикацию блоком 10 управления и индикации.

Блок 10 управления и индикации может представлять собой клавишную панель ручного управления с аналоговой или цифровой индикацией и/или программное устройство типа контроллера, выполненное, например, на базе микропроцессорной системы.

В зависимости от особенностей процесса контроля возможны два варианта подключения блоков стробирования. Если информативным фактором неразрушающего контроля является амплитуда сигналов вихретокового преобразователя 2, а компенсация и измерение проводятся при взаимодействии с объектом контроля, то обработка выполняется по высокой частоте. Детектор 4 может быть отключен, а выход избирательного усилителя 3 непосредственно соединяется со входом коммутатора 5. Сдвиги начальных фаз напряжений недокомпенсации

828060

55 и полезного сигнала относительно напряжения генератора 1 равны, т. е. q> — — ф . В общем случае qo — переменная величина, зависящая от внешних условий и характеристик объекта контроля, например температуры, удельной электрической проводимости и т. и. Поэтому в качестве опорного сигнала для синхронизации моментов запоминания U„, и U„+ U,„íåîáõîäèìî использовать первую гармонику сигнала. Для реализации этого варианта включения переключатель 14 (фиг. 2) через замкнутые контакты а, с и b, d соединяет выход избирательного усилителя 3 с первым входом коммутатора 5 и выход фазосдвигающей схемы

13 — с входом порогового устройства 15.

Детектор 5 при этом на работу устройства не влияет.

Если компенсация должна проводиться без объекта контроля, как например, при толщинометрии, то начальные фазы полезного сигнала сро (при взаимодействии с объектом контроля) и напряжения недокомпенсации фо не равны друг другу, а сдвиг фаз между ними — величина переменная, зависящая от внешних условий. Кроме того, часто при неразрушающем контроле информативным фактором служит именно фаза сигналов вихретокового преобразователя.

Поэтому обработку необходимо производить по огибающей высокочастотных сигналов вихретокового преобразователя после синхронного или фазового детектирования.

Синхронизация моментов запоминания здесь также необходима, так как на вихретоковом преобразователе и измерительном тракте часто воздействуют периодические помехи, например перекрестные помехи при многочастотном контроле. Если осуществлять запоминание напряжений в моменты, кратные периоду помехи, то ее влияние на результат существенно уменьшается. Для этого в качестве опорного сигнала блоков стробирования можно использовать напряжение генератора 1, из которого формируется прямоугольный импульс строба, чья длительность (установкой соответствующего коэффициента деления к) кратна периоду напряжения помехи. Для этого переключатель 14 замыкает контакты с и d, а контакты а, с и b, d размыкает.

Формула изобретения

1. Вихретоковое устройство для неразрушающего контроля, содержащее последова5 и

45 тельно соединенные генератор, вихретоковый преобразователь, избирательный усилитель, фазочувствительный детектор, первый вход которого соединен с выходом избирательного усилителя, а второй вход подключен к выходу генератора, коммутатор, первый вход которого соединен с выходом избирательного усилителя, две схемы запоминания, первые входы которых подключены к выходам коммутатора, дифференциальный усилитель, входы которого соединены с выходами схем запоминания, блок обработки сигналов, блок управления и индикации, отл ич а ющееся тем, что, с целью повышения надежности контроля, оно снабжено двумя блоками стробирования, соединенными первыми входами с генератором, вторыми входами — с выходом избирательного усилителя, третьими входами — с выходом блока управления и.индикации, первыми выходами — с первым входом коммутатора и вторыми выходами— с управляющими входами коммутатора и входами обеих схем запоминания.

2. Устройство по п. 1, отл и ч а ю щеес я тем, что блок стробирования состоит из фазосдвигающей схемы, вход которой соединен с выходом избирательного усилителя, переключателя, первый вход первой группы контактов которого подключен к выходу фазосдвпгающей схемы, а второй вход — к генератору, первый вход второй группы контактов переключателя подключен к выходу избирательного усилителя, а выход — к первому входу коммутатора, компаратора, соединенного своими входами с выходом первой группы контактов переключателя, а своим выходом — с входом делителя частоты с регулируемым коэффициентом деления, выход которого соединен с первым входом схемы синхронизации, соединенной своим вторым входом с выходом блока управления и индикации, а своим выходом— с управляющими входами коммутатора и схемы запоминания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Справочник.

Под ред. В. В. Клюева. Кн. 2, М., «Машиностроение», 1976, с.

2. Авторское свидетельство СССР № 564589, кл. G 01N 27/86, 1975 (прототип).

Агl

Составитель П. Шкатов

Редактор И. Гохфельд Техред А. Камышникова Корректоры: Т. Трушкина и В. Нам

Заказ 915/13 Изд. № 31! Тираж 915 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2