Электромагнитный дефектометр

 

О Il И С А Н И Е (11894549

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 20. 03. 80 (21) 2897063/18-28 с присоединением заявки М (23) Приоритет (51)N. Кл.

G 01 N 27/90

Гоаудврстеанньб1 квинтет

СССР ао делам изобретений н открытий

Опубликовано 30. 12. 81 ° бюллетень М 48

Дата опубликования описания 30. 12 81 (53) УДК 620. . 179. 14 (088.8) 1

А. Л. Дорофеев, В. В. Рудь, А.П. Алексеев и „ Т. Г. Ионкина с

1, (72) Авторы изобретения

Куйбышевский электротехнический институт вяэи- (7! ) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ДЕФЕКТОМЕТР

Изобретение относится к средствам контроля физико-механических параметров материалов электромагнитными методами и может быть использо" вано для контроля электропроводных материалов и изделий в процессе сканирования их вихретоковыми преобразователями.

Известен электромагнитный дефектоскоп, содержащий несколько электроиндуктивных преобразователей и .связанный с ними блок логики $1) .

Однако точность контроля этим дефектоскопом протяженных дефектов недостаточная, так как преобразователи сгруппированы по направлению, пер пендикулярному траектории перемещения контролируемого объекта.

Дефекты, ориентированные вдоль этой траектории, неполностью взаимодействуют с указанными преобразователями.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является

2 электромагнитный дефектометр, содержащий блок вихретоковых преобразователей, связанный с ним блок возбуждения сигналов, соединенные с укаэанными блоками блок логики, связанный с ним счетно-вычислительный блок и подключенный к выходу последнего индикатор параметров дефектов (2) .

Однако точность измерения параметров дефектов этим дефектометром недостаточная, так как множество преобразователей сгруппировано в основном по дефектно-опасным участкам контролируемого объекта и не учитывается вероятность развития дефектов по не15 предвиденным направлениям.

Блок возбуждения сигналов выполнен в виде задающего и буферного каскадов, тактового генератора и много20 позиционного коммутатора-распределителя сигналов по преобразователям в процессе сканирования контролируемого объекта. Реакция преобразователя при этом на незначительные дефекты может

894549 быть недостаточна на фоне помех и эти дефекты не будут выявлены.

Цель изобретения — повышение точности измерения параметров дефектов.

Эта цель достигается тем, что блок вихретоковых преобразователей выполнен в виде матрицы, блок возбуждения сигналов выполнен в виде нескольких соответствующих количеству преобразо-. вателей автогенераторов, узлов вы- 1о деления одного периода их колебаний и связанных с ними каскадов логики

Ф а индикатор параметров дефектов выполнен в виде мнемонического табло ориентации дефектов и цифровых ука-. is зателей их размеров.

Тактовый генератор 8 и распреде- литель 9 служат для поочередного воз буждения преобразователей 1-6, что позволяет исключить мешающее влияние преобразователей друг на друга.

Блоки 10-15 используются для обработки информации, поступающей от преобразователей, и формирования сигнала логической единицы при наличии дефекта под соответствующим пре-. образователем или сигнала логического нуля при отсутствии дефекта. Табло

16 ориентации дефектов введено в устройство для световой сигнализации о положении дефекта относительно сторон блока 7 преобразователей и автоматического определения направления сканирования, необходимого для проведения измерений. Блок 17 предназначен для формирования сигналов, определяющих ориентацию и расположение дефектов относительно блока 7 преобразователей, и формирования сигнала блокировки при выходе дефекта за пределы зоны контроля измерительных преобразователей. Блок 18 формирования измерительных импульсов служит для выделения определенных интервалов времени, используемых для вычисления длины дефекта. Измерительный блок 19 используется для количественной оценки временных интервалов, выделяемых блоком 18 .формирования измерительных импульсов. Счетно-вычислительный блок 20 производит математические операции над числами в соответствии с заданным алгоритмом. Индикаторы 21 размеров дефектов используются для вывода информации о результате измерения дефекта. Триггеры 25-27 совместно со.схемами 22-24 предназначены для фиксации участка поверхности контролируемого изделия под преобразователями определенного столбца матрицы, на котором первым появляется

На фиг. 1 изображена блок-схема электромагнитного дефектометра; на фиг. 2 — эскиз блока преобразователей в виде матрицы из трех .строк и

Двух столбцов; на фиг. 3 — блок-схема блока логики; на фиг. 4 — блоксхема каскада автогенератора.

Дефектометр содержит вихретоковые накладные преобразователи 1-6 объединенные при помощи держателя в блок 7 преобразователей, тактовый генератор

8, распределитель 9, блоки 10-15 формирования сигналов, мнемоническое табло 16 ориентации дефектов, блок 17 логики, блок .18 формирования измерительных импульсов, измерительный блок

19, счетно-вычислительный блок 20, цифровые индикаторы 21 размеров дефектов.

8 состав блока 17 (фиг. 3) входят схемы 22-24 совпадения, триггеры 2527, дешифраторы 28-30. Дешифратор 28 состоит иэ схем 31-34 совпадения, дешифратор 29 †йз схем 35-38 совпаде40 ,ния, дешифратор 30 — из схем 39-43 совпадения. блоки 10-15 имеют одинаковую струк" туру. 8 каждый из них входят.(фиг.4) управляемый автогенератор 44, узел

45 выделения одного периода колебания сигнала, схема 46 совпадения, счетчик 47, дешифратор 48, первый одно. вибратор 49, измерительный генератор 50, второй одновибратор 51, схема 52 запрета, триггер 53.

Преобразователи 1-6 предназначены для наведения. вихревых токов .в контролируемом изделии и преобразования электрофиэических свойств материала 55 в электрические сигналы. Использование информации от отдельных групп преобразователей различно. Информация, поступающая от преобразователей

1-6, используется для определения ориентации дефектов, а информация, получаемая от преобразователей 1 и

2, — для измерения дефектов. Вспомогательные преобразователи 3-6 служат для сигнализации о выходе дефекта из зоны контроля измерительных преобразователей 1 и 2. При этом зоны контроля преобразователей из соседних строк не пересекаются. Нумерация столбцов идет в направлении сканирования.

894549 изделия) начало дефекта входит в зону контроля преобразователя 5. В этом случае на выходе схемы 31 появляется сигнал логической единицы. Выход схемы 31, объединенный при помощи схемы

5 дефект в данном цикле сканирования.

Дешифраторы 28-30 определяют ориентацию дефекта относительно вектора скорости сканирования. Схема 39 совпадения в дешифраторе 30 формирует у сигнал блокировки измерений в случае выхода дефекта из зоны контроля измерительных преобразователей.

Управляемый автогенератор 44 (фиг. 4) служит для питания вихре- 14 токового преобразователя электромагнитной энергией. Узел 45 выделения одного периода, схема 46 совпадения, счетчик 47, дешифратор 48, первый одновибратор 49, измерительный ге- 1В нератор 50, второй одновибратор 51, схема 52 запрета, триггер 53 предназначены для допускового измерения частоты управляемого автогенератора

44. Частота колебаний управляемого 20 автогенератора 44 коррелирована со свойствами контролируемого материала. Наличие дефекта под вихретоковым преобразователем приводит к уменьшению частоты до определенного уровня И и к появлению сигнала логической,единицы на прямом выходе триггера 53.

Устройство содержит также дефекты

54-69 с различной ориентацией.

Число вихретоковых преобразовате- Зр лей в блоке 7 преобразователей может быть различно, Наименьшее возможное число n = 6.

Дефектометр работает следующим образом. И

Предположим, что на контролируемом изделии имеется дефект, ориентация которого совпадает с направлением сканирования. Подобный дефект обозначен цифрой 55 (фиг. 2). Последова- 4у тельное прохождение дефекта 55 под преобразователями 2 и 1 вызовет появление сигнала логической единицы в начале на выходе блока 11 формирования сигнала, а затем на выходе бло" ка 14. Появление этого сигнала приведет к срабатыванию триггера 27, находящегося в блоке 17.

Высокий потенциал с прямого выхода триггера 27 подается на стробируемый вход дешифратора 30 и подготавливает к работе схемы 39-43 совпадения. После того, как начало дефекта

55 войдет в зону контроля преобразователя 1, на выходе схемы 39 появится сигнал логической единицы.

Сигнал, поступающий от схемы 39 сначала в измерительный блок 19, а .затем в вычислительный блок 20, явб ляется командой для определения длины дефекта в соответствии с расстоянием между преобразователями 1 и 2, временем прохождения начала дефекта между преобразователями 1 и 2, временем прохождения дефекта под преобразователем 2 и временем между моментами входа дефекта в зону контроля преобразователя 2 и выхода иэ .зоны контроля вихретокового преобразователя 1.

Это позволяет использовать прибор как для автоматического, так и для ручного контроля. В последнем случае к движению руки оператора не предъявляется жестких требований. Не допускается лишь остановка блока 7 преобразователей на измеряемом дефекте.

Кроме того, сканирование должно производиться в направлении параллельном строкам преобразователей.

Аналогично описанному будет произведено измерение дефекта 69, ориентация которого не полностью совпадает с направлением вектора сканирования. Дефекты 55 и 69 при взаимном перемещении блока 7 преобразователей и иэделия пересекают лишь зоны контроля измерительных преобразователей 1 и 2. Благодаря этому логический блок дает команду на их измерение.

При контроле дефектов других типов 54, 56-68 работа устройства проходит по другому. Общим для этих случаев контроля является то, что с выхода схемы 39 совпадения поступает сигнал логического нуля, который блокирует измерительный блок 19 и блок

20. В этих случаях информация иэ.блока 17 поступает лишь на табло 16 ориентации дефектов.

Рассмотрим случай контроля дефектов с различной ориентацией. При наличии на контролируемом изделии трещины, обозначенной цифрой 54 (фиг. 2), первым сработает триггер 25. Низкий потенциал на инверсном выходе триггера 25 заблокирует схемы 23 и 24 совпадения. Теперь появление сигнала возможно только на одном из выходов дешифратора 28, При дальнейшем движении блока 7 преобразователей (или

894549 8 при прохождении им над дефектами 5469 на табло 16 высвечиваются другие знаки, соответствующие укаэанным комбинациям. формула изобретения

ИЛИ (не показана) с одноименными выходами других дешифраторов, подключается к табло 16 ориентации дефектов. На табло загорится мнемонический знак « ",, который сообщает оператору, что последующее перемещение блока 7 преобразователей нужно произ" водить параллельно предыдущему сканированию, но блок 7 преобразсзателей . необходимо сместить вверх по направлению оси Z. При следующем сканирова" нии, когда дефект 54 переместится в зону контроля измерительных преобразователей 1 и 2, произойдет его измерение.

При контроле дефекта 57 (в зависимости от наклона дефекта к направлению сканирования) первыми могут сработать триггеры 25 или 27.

Пусть первым сработает триггер 25.

Сигнал с его инверсного выхода эаблол ирует схемы 23 и 24. При дальнейшем сканировании сигнал на выходе преобразователей 2 и 6 будет одновременно равен логической единице. Зто приведет к появлению импульса на выходе схемы 34 совпадения. На световом табло указателя ориентации дефектов загорится мнемонический знак " ", который информирует оператора, что последующее сканирование необходимо провести в направлении, перпендикулярном предыдущему.

При других возможных комбинациях сигналов преобразователей с блока 7

Злектромагнитный дефектометр, содержащий блок вихретоковых преобраэо10 вателей, связанный с ним блок возбуждения сигналов, соединенные с указанными блоками блок логики, связанный с ним счетно-вычислительный блок и подключенный к выходу последнего индикатор параметров дефектов, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения параметров дефектов, блок вихретоковых преобразователей выполнен в виде матрицы, блок возбуждения сигналов выполнен в виде нескольких соответствующих количеству преобразователей автогенераторов, узлов выделения одного периода их колебаний и связанных с ними каскадов логики,, а индикатор параметров дефектов выполнен в виде мнемонического табло ориентации дефектов и цифровых указателей их размеров. зо

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

N 526816, кл. G 01 N 27/86, 1976.

2. Патент США М 3816116, кл. G Ol R 33/12, 1975 (прототип).

894549

Тираж 910 Подлисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Н. Гришанова е

Заказ 11475/70

Составитель А. Думании

Техред Т. Маточка Корректор А. ференц