Вихретоковое измерительное устройство

 

O n C A W a „„gZ()5()5

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

Союз Соаетскнк

Соцналнстнческнл

Рес ублккК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 10.07.80 (21) 2954205/25-28 (53)N. Кл. с присоединением заявки,%

Геоударстеанный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий

G 01 N 27/90 (23) Приоритет

Опубликовано 15. 04.82. Бюллетень 3414 (53) УДК620.179. ,14(088.8) Дата опубликования описания 15.04.82

А.A. Родин, В.В. Сухоруков, Ю.М. У итин и Ю.M. Торгоненко

Я. (72) Авторы изобретения

I

I (. 1 t

Московский ордена Ленина и ордена бктябрб =кой--

Революции энергетический институт (71) Заявитель (54) ВИХРЕТОКОВОЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к методам вихретокового контроля и может быть использовано для определения дефектов в электропроводящих изделиях и материалах.

Известно вихретоковое измерительное устройство, содержащее вихретоковый преобразователь, связанный с. ним блок обработки сигналов и блок управления (1) .

Недостатком данного устройства является, низкая точность измерений, так .как при вариации внешних условий изменяются характеристики вихретокового преобразователя и измерительного канала.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является вихретоковое измерительное устройство, содержащее соединенные последовательно генератор, блок вихретокового преобразования, блок обработки сигналов и блок вывода информации (2) .

Недостатком известного устройства является низкая точность измере" ний из-за нестабильности блока об.работки сигналов и блока вихретокового преобразования.

Цель изобретения — повышение точности кбнтроля.

Поставленная цель достигается тем, что вихретоковое измерительное устройство снабжено цифровым контролле1О ром, включенным между блоком обработки сигналов и блоком вывода информации, механизмом перемещения блока вихретокового преобразования, подключенного к цифровому контрол15 перу, и блоком тестов, включенным между цифровым контроллером и блоком вихретокового преобразования, управляющий вход которого подключен к генератору, а также тем, что блок вихретокового преобразования выполнен в виде соединенных последовательно вихретокового преобразователя,содержащего возбуждающую, тестовую и

3 9205 измерительную обмотки, при ем измерительная обмотка выполнена в виде двух идентичных обмоток, включенных последовательно - встречно, одна из которых индуктивно связана с тес5 товой обмоткой, коммутатора и сумматора, второй вход которого подключен к измерительной обмотке вихретокового преобразователя, а выходк блоку обработки сигналов, и тем, что блок тестов выполнен в виде трех преобразователей код-аналог, входы 1 которых соединены с выходами цифрового контроллера, фазовращателя, вход которого подключен к генератору ,двух оптронных пар, входы которых подключены соответственно к выходам первого и второго преобразователей код-аналог, выход первой оптронной пары подключен ко второму входу фазо20 вращателя, а выход второй оптронной пары включен между выходом фазовраща" теля и вторым входом коммутатора блока вихретокового преобразования, а выход третьего преобразователя коданалог подключен к третьему входу коммутатора.

На фиг.1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 - структурная схема блока вихретокового преобразования, на фиг. 3 - структурная схема блока дифференциального вихретокового преобразователя; на фиг. 4 - структурная схема блока тестов.

Вихретоковое измерительное устройство на базе цифрового контроллера (фиг-.1) содержит генератор 1, блок 2 вихретокового преобразования, один вход которого подключен к выходу re о нератора i., блок 3 обработки сигналов, первый вход которого соединен с выходом блока 2 вихретокового преобразования, второй вход подключен к выходу генератора 1, цифровой контроллер 4, первая группа входов и выходсв которого соединена с группой выходов и входов блока 3 обработки сигналов, блок 5 вывода информации, группа входов и выходов которого подключена ко второй группе выходов и входов контроллера 4, механизм 6 перемещений, входы которого соединены с третьей

rpynnoA выходов контролера 4, блок

7 тестов, один вход которого подключен к выходу генератора 1, группа входов соединена с четвертой группой выходов контроллера 4, а выходы под05 4 ключены к группе входов блока 2 вихретокового преобразования .

Блок 2 вихретокового преобразователя (фиг.2) содержит вихретоковый преобразователь 8, возбуждающая обмотка которого соединена с выходом генератора 1; коммутатор 9, первый канал которого подключен к выходу .измерительной обмотки вихретокового преобразователя 8, второй канал и вход управления соединены соответственно с первым и вторым выводами блока 7 тестов, сумматор 10, первый вход которого подключен к выходу измерительной обмотки вихретокового преобразователя 8, второй вход соединен с выходом коммутатора 9, а выход подключен к первому входу блока 3 обработки сигналов..

Блок 2 дифференциального вихретокового преобразователя (фиг.3) содержит дифференциальный вихретоковый преобразователь, возбуждающая обмотка .11 которого соединена с выходом генератора 1, тестовая обмотка 12 подключена к первому выходу блока 7 тестов, а измерительная обмотка 13 к первому входу блока 3 обработки сигналов.

Блок 7 тестов (фиг.4) содержит три преобразователя 14-16 код-аналог, входы которых соединены с четвертой группой выходов контроллера 4, фазовращатель 17, две оптронных пары

18 и 19„ входы которых соединены соответственно с выходами преобразователей 14 и 15 код-аналог, выход резистора оптронной пары 18 подключен кб второму входу фазовращателя 17, выход резистора оптронной пары 19 включен между выходом фазовращателя

17 и входом второго канала коммутатора 9, а выход преобразователя 16 код-аналог соединен со входом управления коммутатора 9.

Работает устройство следующим образом.

Вначале в контроллер 4 вводится . информация об исходных данных процесса измерений, например, координаты точек, в которых производятся измерения. Затем механизм 6 перемещений, управляемый контроллером 4, устанавливает блок 2 вихретокового преобразования в заданную позицию.

Генератор 1 возбуждает вихретоковый преобразователь 8 блока 2. Блок 3 обработки сигналов усиливает, фильт5 «920505 6 рует, йетектирует и ореобрааует u g t Ig(g(l)+KUy)+ в цифровые коды сигналы блока 2 вих- 73. г л ута ретокового преобразователя. Контрол",o (ll(x)Ф KQz3 + лер 4 запоминает эти коды и обраба", д, (о(1()+ ц ).

Э р тывает их по тестовомУ алгорит"У % В эследнем такте вводится мультиКоды тестов с выходов контроллера пликативный тест. При этом управляюпостУпают на входы блока 7 тестов, в го в хо а бло щим сигналом со второго выхода лопреобразуются в аналоговую форму и ка 7 тестов включен первый канал вводятся в блок 2 вихретокового прекоммутатора 9, на вход которого с вы" образования. Результат измерений 1о хода измерительной выводится блоком 5 вывода на индикацию или печать. сигнал u(x) Результат преобразования .Экспериментальные исследования ! получают в виде показывают, что градуировочная характеристика измерительного канала устройства, за исключением вихре- С (1 ц >) 2. + > (1 ц„уЭ токового преобразователя 8, описы- (з ( о Решение системы уоавнения 3 и . вается с точностью до 14 выражением ви а,- (4) дает значения аI -а, которые

20 после подстановки в уравнение (2) и

- решения дают значение u(x) . По полу«

+ g>(g(X)) + Q+(g(g)g ченному значению u{x) с помощью гра-, э Ф () дуировочной характеристики вихретогде u(x) - напряжение на выходе вих- кового преобразователя, хранящеися ретокового преобразова- в памяти контроллера 4, определяеттеля. ся измеряемая величина х. Затем

Таким образом, для определения вихретоковый преобразователь помеща- . параметров а -а необходимы, на- ется в следующую позицию. пример, три аддитивных и один муль- При использовании дифференциальтипликативный тесты. В первом такте ного вихретокового преобразователя определяется величина тесты целесообразно вводить.по схеме (фиг.3). В этом случае в выраже go = q uU(A) + op(LI(j()j а дх(ц(й 1 нии граруироаоиной характеристики вида (1) член с коэффициентом а

При этом упРавлЯющим сигналом со пренебрежимо мал и достаточно испольвторого выхода блока 7 тестов вклю- З зовать только аддитивные тесты, кочен второй канал коммутатора 9 торые вводятся через тестовую об{фиг.2), на вход котоРого с первого мотку 12. Этот вариант ввода тестов выхода блока 7 тестов подается напря- предпочтительнее, так как они ввожение, равное нулю. В трех последую- дятся непосредственно в вихретоковый щих тактах контроллер 4 выдает на 4О преобразователь, градуировочная хавходы блока 7 тестов коды тестов, рактеристика которого учитывается которые преобразуются им в напряже- обшей характеристикой измерительного ( ния u, u, u . Тесты, прошедшие че- канала устроиства вида (). рез коммутатор 9, имеющий коэффици- . Лредлагаем е у р ния ц1 и2у Ъ мое ст ойство позво1 ент передачи 1, суммируются затем; с ляет осущест

45 ествлять эффективный консигналом u ()C) в сумматоре и

10, троль печатных плат при изготовлении поступают в блок 3 обработки сигналов. их на автоматических линиях. б зований получают в Формула изобретения

Результаты прео разований

1. Вихретоковое измерительное

f = 0(+ CI (U(X) КО ) t. устройство, содержащее соединенные

SO ! (2 !. последовательно генератор, бло к (13(0(() + Щ) +0Ч 10()() t К01) вихретокового преобразования, блок обработки сигналов и блок вывода ин0 =

° 2 формации, о т л и ч а ю щ е е с я

12. тем что, с целью повышения точности

1 контроля, оно снабжено цифровым кон3 троллером, включенным между блоком

4С (1 о с1 обработки сигналов и блоком вывода информации, механизмом перемещения блока вихретового преобразования, подключенного к цифровому контроллеру, и блоком тестов, включенным между цифровым контроллером и блоком вихретокового преобразования, управляющий вход которого подключен к ге нератору.

2. Устройство по п.1:, о т л и:ч а ю щ е е с я тем, что блок вихретокового преобразования выполнен в виде соединенных последовательно вихретокового преобразователя, содержащего возбуждающую, тестовую и измерительную обмотки, причем измерительная обмотка выполнена в вИде двух идентичных обмоток, включенных последовательно-встречно, одна из которых индуктивно связана с тестовой обмоткой, коммутатора и сумматора, второй вход которого подключен к измерительной обмотке вихретокового преобразователя, а выход - к блоку обработки сигналов.

3. Устройство по п.1, о т л и-. ч а ю щ е е с я тем, что блок тестов выполнен в виде трех преобразо920505 8 вателей код-аналог, входы которых соединены с выходами цифрового контроллера, фазовращателя, вход которого подключен к генератору двух оптронных пар, входы которых подключены соответственно к выходам первого и второго преобразователей коданалог, выход первой оптронной пары подключен к второму входу фазо>р вращателя, а выход второй оптронной пары включен между выходом фазовращателя и вторым входом коммутатора блока вихр@токового преобразования, а выход третьего преобразователя код-аналог подключен к третьему входу коммутатора.

Источйики информации, принятые во внимание при экспертизе ю

1. Приборы для неразрушающего контроля. Справочник под ред В.В. Клюева, т.2, М., "Машиностроение", 1976, с. 326.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке К 2771635/25-28, кл. G 01 N 27/90, 1979 (прототип) .

920505

Фиг.я

Тираж о83 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

tl3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. "/5

Заказ 2326/45

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4,Составитель Ю. Глазков

Редактор Н. Роижа Техред A. Бабинец Корректор М Ленчик