УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИХРЕТОКОВОГО КОНТРОЛЯ Российский патент 1998 года по МПК G01N27/90 

Изобретение относится к неразрушающему контролю качества материалов и изделий методом вихревых токов и может быть использовано для решения задач дефектоскопии электропроводящих изделий.

Известно устройство для вихретокового контроля, содержащее матричный вихретоковый преобразователь, блок амплитудной и временной селекции, аналого-цифровой преобразователь, запоминающее устройство, цифроаналоговый преобразователь, видеоконтрольный блок, синхронизатор, блок развертки и формирователь импульсов синхронизации записи [1] Известно также устройство для вихретокового контроля, содержащее матричный вихретоковый преобразователь, блок первичной обработки, крейт КАМАК с набором модулей, телевизор и микро-ЭВМ [1]
Недостатком известных устройств является сложность получения токов требуемой функциональной зависимости от времени в элементах матричного вихретокового преобразователя, низкая помехозащищенность и сложное схемное решение.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является устройство для вихретокового контроля [2] (прототип), содержащее последовательно соединенные генератор, вихретоковый преобразователь, блок амплитудно-фазовой селекции, блок индикации и подключенный к второму входу блока амплитудно-фазовой селекции второй выход генератора.

Устройство формирует в блоке амплитудно-фазовой селекции составляющие X и Y сигнала вихретокового преобразователя и регистрирует их в комплексной плоскости на блоке индикации. Сравнивая полученные изображения с каталогом сигналов от искусственных дефектов, можно идентифицировать зарегистрированные дефекты.

Недостатком известного устройства является следующее. Геометрия, ориентация и тип встречающихся дефектов могут меняться в широких пределах, поэтому надежная идентификация дефектов по каталогу искусственных дефектов затруднена.

Целью изобретения является повышение достоверности контроля качества электропроводящих изделий за счет получения трехмерного отображения зарегистрированных сигналов и их визуального анализа.

Указанная цель достигается тем, что устройство для вихретокового контроля, содержащее последовательно соединенные генератор, вихретоковый преобразователь, блок амплитудно-фазовой селекции и блок индикации, дополнительно снабжено последовательно соединенными аналого-цифровым преобразователем (АЦП), подключенным к выходу блока амплитудно-фазовой селекции, цифровым рекурсивным фильтром, блоком динамического преобразования сигнала, к второму входу которого подключен блок синхронизации, и ЭВМ.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается наличием новых блоков: аналого-цифрового преобразователя, цифрового рекурсивного фильтра, блока динамического преобразования сигнала, блока синхронизации, ЭВМ и их новыми связями с остальными элементами схемы.

Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию изобретения "новизна".

При введении дополнительных элементов в указанной связи с остальными элементами схемы в заявляемом устройстве для вихретокового контроля указанные блоки проявляют новые свойства, что приводит к новому техническому результату повышению достоверности контроля.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для вихретокового контроля. На фиг. 2, 3 приведены соответственно трехмерные образы поверхности сварной шовной трубы из нержавеющей стали и прутка из циркониевого сплава с искусственными дефектами, полученные с помощью предлагаемого устройства.

Устройство для вихретокового контроля содержит последовательно соединенные генератор 1, вихретоковый преобразователь 2, блок амплитудно-фазовой селекции 3, второй вход которого подключен к второму выходу генератора 1, индикатор 4, аналого-цифровой преобразователь 5, цифровой рекурсивный фильтр 6, блок динамического преобразования сигнала 7 и ЭВМ 8. На второй вход блока динамического преобразования сигнала 7 поступает синхронизирующий (тактовый) сигнал, связанный с номером оборота изделия, от блока синхронизации 9.

Устройство работает следующим образом. Генератор 1 питает синусоидальным током вихретоковый преобразователь 2, который сканирует контролируемое изделие по винтовой линии. С выхода вихретокового преобразователя напряжение, несущее информацию о параметрах контролируемого изделия, поступает на вход блока амплитудно-фазовой селекции 3.

На второй вход блока амплитудно-фазовой селекции 3 подается напряжение от генератора 1. Напряжение с выхода блока амплитудно-фазовой селекции 3 подается на индикатор 4 и на аналого-цифровой преобразователь 5. С выхода аналого-цифрового преобразователя 5 преобразованный в цифровой код сигнал поступает на цифровой рекурсивный фильтр 6 с практически любыми характеристиками частотной селекции, передаточная функция которого зависит от интервала наблюдения, что позволяет повысить отношение сигнал/шум. Сигнал с выхода цифрового рекурсивного фильтра поступает на блок динамического преобразования сигнала 7 с изменяемым масштабом частоты выборки. Обработка сигнала ведется синхронно с номером оборота объекта с помощью блока синхронизации 9. При этом формируется трехмерный образ поверхности изделия по координатам X, Y, Z с отметкой места расположения дефектов и их характера (вида). По оси X откладывается период оборота объекта контроля, по оси Y - номер оборота, по оси Z амплитуда сигнала преобразователя, соответствующая номеру оборота. Результаты контроля выводятся на экран дисплея и регистрируются принтером ЭВМ 8.

Экспериментальные исследования заявляемого устройства для вихретокового контроля электропроводящих изделий показали, что по сравнению с устройством аналогичного значения (прототип) заявляемое устройство обеспечивает повышение достоверности контроля за счет получения трехмерного отображения и визуального анализа получаемых трехмерных отображений.

Источники информации
1. Сухоруков В.В. Вайнберг Э.И. Кажис Р.-Й.Ю. Абакумов А.А. Неразрушающий контроль. Кн. 5. Интроскопия и автоматизация неразрушающего контроля: Практ. пособие. -М. Высш. шк. 1993, с. 307-310.

2. Дорофеев А.Л. Казаманов Ю.Г. Электромагнитная дефектоскопия. 2-е изд. переработ. и доп. -М: Машиностроение, 1980, с. 170-171.

Использование: в дефектоскопиии, в частности при неразрушающем контроле качества электропроводящих изделий. Сущность изобретения: устройство для вихретокового контроля электропроводящих изделий содержит генератор 1, вихретоковый преобразователь 2, блок амплитудно-фазовой селекции 3, индикатор 4, аналого-цифровой преобразователь 5, цифровой рекурсивный фильтр 6, блок динамического преобразования сигнала 7, ЭВМ 8 и блок синхронизации 9. На ЭВМ получают трехмерное отображение зарегистрированных сигналов. 3 ил.

Устройство для вихретокового контроля электропроводящих изделий, содержащее последовательно соединенные генератор, вихретоковый преобразователь, блок амплитудно-фазовой селекции, второй вход которого подключен к второму выходу генератора, индикатор, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено последовательно соединенными аналого-цифровым преобразователем, вход которого подключен к выходу блока амплитудно-фазовой селекции, цифровым рекурсивным фильтром, блоком динамического преобразования сигнала, к второму входу которого подключен блок синхронизации, и ЭВМ.