Способ электромагнитного контроля электропроводящих изделий

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (6!) Дополнительное к авт. свид-ву. (22) Заявлено Об .04. 81 (21) 3273595/25-28 fS)) М. КЛ.З

G 0l N 27/90 с присоединением заявки Йо

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (33} УДК б 20. 179..14(088.8) Опубликовано 150283. Бюллетень Йо б

Дата опубликовании описания 15.02.83

@:йгв@ .-,, В, Н. Буров, l0.С. Дмитриев, В;А. Денисов и A.Á.Åâcèãíååâ ; Д

1, 1 (72) Авторы изобретения

o «»

»

А

Куйбышевский ордена Трудового Красного Знамени авиационный институт им. акад. С.П.Королева (71 ) Заявитель (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОИАГНИТНОГО КОНТРОЛЯ fIAPAHETPOB

ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится. к неразрушаюшему контролю и может быть использовано при разбраковке различных из.делий по величине удельного .сопротивления.

Известен способ электромагнитного контроля.электропроводяших объектов, заключающийся в возбуждении в контролируемом йзделии с помощью наклад- . p ного преобразователя вихревых токов, перемещении преобразователя по нормали к иэделию. до момента достижения фазы выходного напряжения заданного значения и измерении другого выходного параметра преобразователя, например

:амплитуды,по которому определяют конт, ролируемый параметр изделия 1 g.

Наиболее .близким по технической: сущности к изобретению является способ электромагнитного контроля параметров электропроводящих изделий, заключающийся в поддержании постоянства фазы выходного напряжения на- кладного трансформаторного вихретокового преобразователя с-дифференциально включенными измерительными обмотками путем изменения частоты тока, задавшего первичное магнитное поле при последовательной установке преобразователя на эталонное и контролируемое изделие, и измерении величины измененной частоты возбуждающего тока, по которой определяют контролируемый параметр изделия. 2 ).

Недостаток способа заключается в низкой точности измерений. ..

Цель изобретения — повью ение .точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу электромагнитного контроля параметров.электропроводящих изделий сначала вихретоковый преобразователь перемещают по нормали к эталонному иэделию в,диапазоне, равном удвоенному значению допустимых колебаний зазора между изделием и преобразователем, изменяют параметры компенсирующего напряжения, суммируют с выходным напряжением преобразователя, причем изменения проводят до тех пор, пока. фаза выходного напряжения блока пре образователь-компенсатор не будет совпадать в крайних и средней точках диапазона перемещения преобразователя, затем вихретоковый преобразователь дважды устанавливают на контролируемое иэделие, изменяя в каждом такте частоту задающего тока до момента равенства фаз выходных напря996929 р =4Л 10 Гн/м, r - средний радиус возбуждающей обмотки 3 преобразователя 2.

Последонательно перемещая преобразователь по нормали к эталонному

60 жений блока преобразователь-компенсатор значению фазы напряжения, сформированного при установке преобразователя на эталонное изделие, а в последнем такте измерения перемещают преобразователь по нормали к контра- 5 лируемому изделию на расстояние, равное величине допустимого изменения зазора, измеряют полученные частоты, вычисляют их среднее арифметическое значение и по нему определяют контролируемый параметр, На чертеже приведена блок-схема устройства для реализации данного способа.

Устройства содержит соединенные последовательно генератор 1 синусоидального тока, накладной трасформаторный вихретоковый преобразователь

2 с возбуждающей обмоткой 3 и дифференциально включенными измерительными обмотками 4 и 5, компенсатор 6 начального напряжения преобразователя 2 и усилитель-ограничитель 7 оснонного канала. К выходу генератора 1 подключены также соединенные последовательно усилитель-ограничитель 8 дополнительного канала, фазовращатель 9, фазовый детектор 10; к информационному входу которого подключен выход усилителя-ограничителя 7, сумматор 11, к второму вхо-. ду которого подключен источник 12 опорного напряжения, усилитель 13 и частотный модулятор 14, упранляющий работой генератора 1 °

К выходу генератора 1 подключены 35 также соединенные последовательно цифровой частотомер 15, коммутатор 16 и три регистра 17-19. Между выходами регистров 18 и 19 включен сумматор 20. 4О

Способ реализуют следующим образом.

Вихретоковый преобразователь 2 помешают на эталонное изделие (на чертеже не показано) с известным зна-4 чением удельного электрического сопротивления р„. Устанавливают частоту f генератора 1 в области, соответствующей максимальному отношению чувствительностей фаз выходных напряжений преобразователя к удельному электрическому сопротивлению изделий и зазору. Для преобразователей с дифференциально измерительными обмотками частота f выбирается иэ условия

Р = г 2 Н Е„/л о! р и <, 6, 2 2 где иэделию на расстояние, равное удвоенному диапазону возможных колебаний зазора, и изменяя при каждом перемещении параметры компенсирующего напряжения, например амплитуду и/или фазу, добиваются равенства показаний на выходе фазового детектора 10 в крайних и средней точках диапазона перемещения ° При этом зависимость фазы выходного напряжения от зазора на частоте f имеет форму, близкую к синусоидальной, С помощью фазовращателя 9 поворачивают вектор опорного напряжения на угол, при котором выходное напряжение фазового детектора 10 и выбранные напряжения источника 12 опорного напряжения равны. При этом на выходе сумматора 1.1 формируется сигнал, равный нулю. Частота генератора 1 f измеряется частотомером 15 и поступает через коммутатор 16 в регистр 17, Вихретоковый преобразователь устанавливают на контролируемое иэделие (на чертеже не показано) с удельным электрическим сопротивлением р2 .

При этом изменяется фаза выходного напряжения компенсатора 6, а на выходе сумматора 11 формируется сигнал, отличный от нуля, который через усилитель 13 и частотный модулятор

14 управляет частотой генератора 1 до тех пор, пока выходные напряжения фазового детектора 10 и источники 12 опорного напряжения не сравняются.

Однако, если преобразователь 2 был установлен на контролируемое изделие с зазором, то изменение частоты

f ïðoHñõoäèT на величину дЕ, + Qf1. где д f — изменение частоты, связанное с различием 02 и

Р

hf< — ошибка в изменении частоты, определяемая величиной кривизны годографа выходного напряжения преобразователя,2 от зазора.

Таким образом, частоты выходного напряжения будут равны 2 д д °

Чтобы исключить ошибку, измерения на контролируемом изделии проводятся дважды, причем в последнем такте преобразователь устанавливают над изделием на расстоянии, равном величине диапазона допустимых колебаний зазора и в каждом такте изменяют частоту нозбуждающего тока до момента получения нулевых сигналов на выходе сумматора 11. Частота выходного сигнала генератора 1 в последнем такте измерения ранна йз f1+df дf2i

996929 где 4 f — ошибка в изменении часто2 ты, определяемая величиной зазора.

Так как измерения проводят на зазорах, отличаюшихся на величину заданного диапазона колебаний перемещений преобразователь 2, то в силу симметричности сформированной за.висимости фазы выходного напряжения компенсатора 6 от зазора величины IIt, и рс оказываются весьма близкими по вели чине. Частоты f2 и f> измеряются

I частотомером 15 и через коммутатор 16 записываются в регистры 18 и 19 в виде f2/2 и f>/2. Таким образом, в сумматоре 20 получается частота

f2/2+f3/2 f„+of не зависяшая от колебаний преобразователя 2 в заданном диапазоне изменений зазора. При этом величина р определяется в виде

)г 4/ <

Выбрав величину у„ такой, что р„/Е„=« где n = 0,1,2,.;. получаем

Предлагаемый способ позволяет в диапазонах p = 10-20 и eL =

Г

0,05--0.,4 повысить точность измерений у почти в три раза (Ь вЂ” расстояние между первичным преобразователем и контролируемым иэделием), Формула изобретения

Способ электромагнитного контроля параметров электропроводяших изделий, эаключаюшийся в поддержании постоянства фазы выходного напряжения накладного трансформаторного вихретокового преобразователя с дифференциально включенными измериI тельными обмотками путем изменения частоты тока, задающего первичное магнитное поле при последовательной установке преобразователя на эталонное и контролируемое изделие, и

5 измерении величины измененной частоты возбуждающего тока, по которой определяют контролируемые параметры изделия, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения точ10 ности измерений, сначала вихретоковый преобразователь перемещают по нормали к эталонному изделию в диапазоне, равном удвоенному значению допустимых колебаний зазора

15 между иэделием и преобразователем, изменяют параметры компенсируюшего напряжения, суммируют с выходным напряжением преобразователя, причем изменения проводят до тех пор, пока фаза выходного напряжения блока преобразователь-компенсатор не будет совпадать в крайних и средней точках диапазона перемешения преобразователя, затем вихретоковый преобра25 эователь дважды устанавливают на контролируемое изделие, изменяя в каждом такте частоту задаюшего тока до момента равенства фаз выходных напряжений блока преобразователькомпенсатор значению Фазы напряжения, сформированного при установке преобразователя на эталонное изделие, а в последнем такте измерения перемешают преобразователь по нормали к контролируемому изделию на расстояние, равное величине допустимого изменения зазора, измеряют полученные частоты, вычисляют их среднее арифметическое значение и по нему определяют контролируемый параметр.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 669232, кл. G 01 N 27/86, 1978.

2. Журавель Ф.A.. Соболев В.С.

45 Весконтактные измерения удельного сопротивления материалов с получением результатов в цифровом виде.РЖ Автометрия, 1969, 9 6, с ° 103107 (прототип).

996929

Составитель Ю.Глазков

Редактор К.Волощук Техред O. Неце Корректор В.Бутяга

Заказ 923/61 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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