Способ контроля немагнитных электропроводных образцов

 

(72) Авторы иэобретеимя

И. В. Путятин и А. П. Смоляков

Рижский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт $

Г (7! } Заявитель (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ НЕИАГНИТНЫХ .ЭЛЕКТРОПРОВОДНЫХ

ОБРАЗЦОВ

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может исполь-. зоваться в авиационной, машиностроительной, судостроительной и автомобильной промышленности для дефектоскопии и неразрушающего контроля изменения свойств материала различных металлических конструкций, в частности для контроля качества точечных сварных соединений из неферромагнитных материалов.

Известен способ электромагнитного контроля, заключающийся в том, что возбуждают вихретоковый преобразователь ВТП) перемещают его по нормали к поверхности образца, а о результатах контроля судт по минимальному значению сигнала после фазового детектирования flJ .

Однако известный способ требует использования ВТП с высокой добротностью и имеет недостаточную точность контроля.

Известен также способ контроля немагнитных электропроводных образ цов, заключающийся в том, что подают переменное напряжение на ВТП, перемещают преобразователь возвратно-поступательно по нормали к поверхности образца, синхронно с перемещейием

ВТП изменяют частоту, подвергают выходной сигнал фазовому детектирова-. нию, по минимальному значению сигнала фазового детектора судят о результатах контроля f2) .

Известный способ контроля имеет несколько недостатков. Основной из них состоит в необходимости точной и стабильной синхронизации работы устройства перемещения ВТП r выходным сигналом генератора пилообразного напряжения, так как всякое отклонение скорости движения ВТП от номинальной, либо появление задержки в срабатывании устройства перемещения приводит к появлению значительной поgg354$ грешности при определении частоты питающего ВТП тока.

Кроме того, чувствительность этого

cnocoGa к контролируемому параметру является нелинейной функцией от величины удельной электрической проводимости в зоне контроля, поскольку при вариации последней измерение про изводится при постоянном фазовом угле и различных зазорах, между ВТП и контролируемой поверхностью.

Цель изобретения - повышение точности

С этой целью согласно способу контроля немагнитных электропроводных образцов, включающему подачу переменного напряжения на вихретоковый пре-. образователь, перемещение преобразоI вателя возвратно-поступательно по нормали к поверхности образца и опре - 29 деление фазы вносимого s преобразователь напряжения, перед перемещением преобразователя определяют амплитуду и фазу вносимого напряжения на эталонном образце с известной удель- д ной электрической проводимостью при нормированных частоте переменного напряжения и зазоре между преобразователем и эталонным образцом, а во время перемещения преобразователя пе" y@ риодически изменяют частоту переменного напряжения и определяют значеwe частоты, при котором амплитуды и фазы вносимого напряжения эталонного и контролируемого образцов соответственно равны друг другу, при этом период изменения частоты перемещения напряжения выбирают из условия: т« O,1 Т„ где Тр - длительность цикла перемещения преобразователя.

Сущность предложенного способа контроля поясняет годограф вносимого в BTll нормированного напряжения Озк

М изображеный на чертеже.

На чертеже изображен вектор вносимого напряжения 2,3,4 - соответственно минимальное, нормированное и максимальное значения обобщенного параметра (3 где P = RQ5p ; средний радиус обмотки возбуждения

ВТП; >

На чертеже представлен как параметр нормированный зазор = Ж, rpe ц

h - расстояние между образцом и преобразователем.

Способ контроля осуществляется следующим образом.

Подают переменное напряжение на вихретоковый преобразователь (на чертеже не показан). Определяют амплитРУдУ 0Рнр и ФазУ фзбн вносимого в ВТП на« пряжения на образце с известной удельной электрической проводимостьюб на фиксированной частоте у при постоянном нормированном зазоре мр, что соответствует точке А на чертеже.

Здесь фаза амплитуды вносимого напряжения определяется как

leusHр вн с ь о О - фаза вносимого навар пряжения;

s ð . в ви кеовн - амплитуда вносимого напряжения.

При этом одназначно определяются координаты точкм А на годографе, которая также характеризуется значениями параметров

2,> р 1о" " р р " о °

C помощью того же ВТП, но установленного с максимальным нормированным зазОроир рц над поверхностью конт ролируемого объекта с неизвестной удельной электрической проводимостью б„, создают электромагнитное поле с частотой, периодически изменяющейся по линейному закону в диапазоне ото доя „таким образом, что 4

pm " . po min po peax.

= R 6„p,и„,„Q)

Перемещают ВТП по нормали к поверхности контролируемого материала таким образом, что длительность цикла перемещения Т„wl0 Т, где Т - период изменения частоты питающего ВТП тока.

При этом конец вектора вносимого в

ВТП напряжения описывает траекторию и

ВС-В С -В C ... чертеж . Определяют амплитуду и фазу вносимого в ВТП напряжения и сравнивают их с заданными 0>< и в на эталонном образце.

Определяют частоту Ых, при которои амплитуда "ЪН " фазауьн в ос мого е ВТП напряжения принимают значения соответственно U и точка

А на чертеже.

В 73

И У......1 ° Р,, -R GxPo i „б„ находят

По величине 6 „судят о состоянии контролируемого материала.

Применение предлагаемого способа контроля немагнитных электропроводных образцов обеспечивает по сравнению з с известным существенное упрощение конструкции. узла перемещения ВТП, возможность выбора условий измерения и соответствующих им параметров®

) исходя из требований получения макси- 10 мальной чувствительности к контроли-. руемому параметру, возможность реализации способа на базе стандартных блоков обработки сигналов постоянного и переменного напряжений. 1$

Формула изобретения

Способ контроля немагнитных элек- го тропроводных образцов, включающий подачу переменного напряжения на вих ретоковый преобразователь, перемеще" ние преобразователя возвратно-поступательно по нормали к поверхности 2$ образца и определение фазы вносимого в преобразователь напряжения, отличающийся тем, что, 5 6 с целью повышения точности, перед перемещением преобразователя îïðåделяют амплитуду и фазу вносимого напряжения на эталонном образце с известной удельной электрической проводимостью при нормированных частоте переменного напряжения и зазоре между преобразователем и эталонным образцом, а во время перемешивания преобразователя периодически изменяют частоту переменного напряжения и определяют значение частоты, при котором амплитуды и фазы вносимого напряжения эталонного и контролируемого образцов соответственно

:равны друг другу, при этом период изменения частоты переменного напряжения выбирается из условия:

Т 6 091 Т р где Т - длительность цикла перемещения преобразователя.

Источники информации, принятые .во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР ,V 339856, кл. 6 0> и 27/86, 3970.

2. Авторское свидетельство СССР

М 785730, кл. G 01 и 27/90, 3978.

8НИИПИ Заказ 6268/72

Тираж 887 Подписное

«» 7»»»» «

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