ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ДЕФЕКТОСКОП ДЛЯ КОНТРОЛЯ ДЛИННОМЕРНЫХ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 2000 года по МПК G01N27/90 

Описание патента на изобретение RU2146817C1

Изобретение относится к области неразрушающего контроля протяженных металлических изделий, например труб и проката.

Известен вихретоковый дефектоскоп, содержащий последовательно соединенные задающий генератор, усилитель мощности, дифференциальный проходной вихретоковый преобразователь, усилитель и амплитудно-фазовый детектор, соединенные с выходом усилителя амплитудный детектор и индикатор, фазовращатель, включенный между выходом задающего генератора и вторым входом амплитудно-фазового детектора, источник постоянного тока, регулирующее устройство и электромагнит, выполненный в виде двух катушек индуктивности, установленных соосно и симметрично с двух сторон преобразователя; при этом одна катушка соединена с источником постоянного тока, вторая - с выходом регулирующего устройства, один выход которого соединен с источником постоянного тока, а второй - с выходом амплитудно-фазового детектора [1].

К числу недостатков этого дефектоскопа следует отнести следующие. Во-первых, принцип управления полем подмагничивания применим только для ферромагнитных изделий и не охватывает широкий класс цветных и тугоплавких (вообще неферромагнитных) металлов. И во-вторых, даже при контроле изделий из ферромагнитных сталей эффективность метода снижается из-за переходных процессов и инерционности процессов перемагничивания ферромагнетика, поэтому при выявлении дефектов типа нарушений сплошности металла обычно изделие намагничивают до состояния, близкого к насыщению. Поле подмагничивания устанавливается заведомо большим без всякого регулирования.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является электромагнитный дефектоскоп для неразрушающего контроля длинномерных изделий, содержащий последовательно соединенный генератор, проходной дифференциальный вихретоковый преобразователь, схему амплитудно-фазовой обработки сигнала, опорный вход которого соединен с генератором, два формирователя, входы которых подключены к выходу схемы амплитудно-фазовой обработки сигнала, и схему совпадения, входы которой подключены к выходам формирователей, при этом один из формирователей выполнен в виде последовательно соединенных усилителя-ограничителя, дифференцирующей цепи и амплитудного селектора, а другой формирователь - в виде двух амплитудных селекторов, входы которых соединены параллельно, и триггера, подключенного к выходам амплитудных селекторов [2].

Проходной дифференциальный вихретоковый преобразователь конструктивно обычно выполняется с одной токовой и двумя встречно (дифференциально) включенными измерительными обмотками, размещенными в двух пазах каркаса. Пазы находятся под токовой обмоткой и смещены вдоль продольной оси на заданное расстояние (например l) [3, 4].

Недостатком такого дефектоскопа является низкая достоверность и надежность контроля изделий с повышенным уровнем шумов от структурных неоднородностей металла (например, наличия магнитной α-фазы в немагнитных нержавеющих сталях, локальных остаточных механических напряжений в цветных металлах и др.).

Целью предлагаемого изобретения является повышение достоверности и надежности контроля. Эта цель достигается за счет того, что проходной дифференциальный вихретоковый преобразователь снабжен дополнительной дифференциальной парой измерительных обмоток, связанной с входом дополнительной схемы амплитудно-фазовой обработки сигнала, опорный вход которой также соединен с генератором, а выход через регулируемый усилитель с вторым входом дифференциального усилителя, первый вход которого соединен с выходом первой схемы амплитудно-фазовой обработки сигнала, а выход - с выходами формирователей; при этом дополнительная дифференциальная пара измерительных обмоток расположена с внешней стороны токовой обмотки и ее диаметр Dи2 = Dи1 + (8-12)l, где Dи1 - диаметр первой дифференциальной пары измерительных обмоток, а l - расстояние между обмотками дифференциальной пары вдоль продольной оси преобразователя.

На фиг. 1 представлена блок-схема дефектоскопа, на фиг. 2 - схема расположения обмоток преобразователя и схема их соединения, а на фиг. 3 - осциллограммы сигналов: 1) на выходе схемы 3 амплитудно-фазовой обработки сигнала (a); 2) на выходе регулируемого усилителя 5 (b); 3) на выходе дифференциального усилителя (c).

Дефектоскоп состоит из генератора 1, проходного вихретокового преобразователя 2, первой схемы 3 и второй схемы 4 амплитудно-фазовой обработки сигналов, регулируемого усилителя 5, дифференциального усилителя 6, формирователей 7 и 8, состоящих из усилителя-ограничителя 9, дифференцирующей цепи 10, амплитудных селекторов 11, 12, 13, триггера 14, схемы совпадений 15.

Преобразователь (фиг. 2) состоит из токовой обмотки 1 с числом витков Wт, первой (основной) дифференциальной пары измерительных обмоток 2 с числом витков Wи1, второй дифференциальной пары измерительных обмоток 3 с числом витков Wи2 для подавления шумов от структурных неоднородностей металла контролируемых изделий.

Дефектоскоп работает следующим образом. Труба перемещается по рольгангу и проходит внутри проходного преобразователя. При прохождении концевых участков трубы на выходе дифференциального усилителя 6 появляются ложные сигналы, отстройка от которых производится с помощью формирователей 7 и 8 и схемы совпадения 15 согласно [2]. Структурные неоднородности и дефекты наводят в измерительных обмотках Wи1 и Wи2 ответствующие сигналы Uш и Uд. При этом форма сигналов от структурных неоднородностей (Uш) на выходе обмоток Wи1 и Wи2 получается идентичной. Амплитуда сигналов на выходе обмотки Wи2 значительно меньше, чем на выходе обмотки Wи1, в силу того, что Dи2 > Dи1. Выравнивание амплитуд производится за счет подбора коэффициента усиления регулируемого усилителя 5. В результате вычитания двух сигналов на выходе дифференциального усилителя 6 сигнал от шумов ослабляется на порядок и не равен нулю только из-за небольшой разницы в форме сигналов. Сигнал от дефектов типа нарушений сплошности (трещины, волосовины, непровары сварных швов и др. ) при этом ослабляется не более чем на 30-40% из-за их различной формы на выходе обмоток Wи1 и Wи2, в силу того, что поле от дефекта сильно "расплывается" с ростом расстояния от дефекта. Разностные сигналы при этом усиливаются дифференциальным усилителем (фиг. 3, с).

Изложенный принцип проверен в производственных условиях.

Источники информации.

1. Авторское свидетельство СССР N 619848, кл. G 01 N 27/86, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР N 735988, кл. G 01 N 28/86, 1978.

3. В. Г. Герасимов, Ю.Я. Останин, А.Д. Покровский, В.В. Сухоруков, Л.А. Чернов. Неразрушающий контроль качества изделий электромагнитными методами. М.: Энергия, 1978, с. 168.

4. Авторское свидетельство СССР N 563611, кл. G 01 N 27/81, 1977.

Похожие патенты RU2146817C1

название год авторы номер документа
ВИХРЕТОКОВЫЙ ПРОХОДНОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ ДЕФЕКТОСКОПИИ ПРОДОЛЬНО-ПРОТЯЖЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ 1998
  • Федосенко Ю.К.
  • Гаврилов В.И.
  • Лаврухин В.Н.
  • Полевода А.А.
  • Федосенко И.Ю.
RU2146362C1
ВИХРЕТОКОВЫЙ ДЕФЕКТОСКОП ДЛЯ КОНТРОЛЯ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ТРУБ 2007
  • Федосенко Юрий Кириллович
RU2370762C2
ВИХРЕТОКОВЫЙ ДЕФЕКТОСКОП ПОТОЧНОГО КОНТРОЛЯ ТРУБ И ПРОКАТА 2003
  • Федосенко Ю.К.
  • Гаврилов В.И.
  • Лаврухин В.Н.
RU2231782C1
ВИХРЕТОКОВЫЙ ДЕФЕКТОСКОП ДЛЯ КОНТРОЛЯ ДЛИННОМЕРНЫХ ПРОВОДЯЩИХ ИЗДЕЛИЙ 2009
  • Федосенко Юрий Кириллович
RU2397486C1
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ДЕФЕКТОСКОП ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ КОРРОЗИОННЫХ ПОВРЕЖДЕНИЙ СТЕНОК ФЕРРОМАГНИТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ 2008
  • Федосенко Юрий Кириллович
  • Махов Виктор Михайлович
RU2397485C2
Вихретоковой дефектоскоп 1975
  • Федосенко Юрий Кириллович
  • Мальцевский Станислав Васильевич
SU578613A1
ВИХРЕТОКОВЫЙ ПРОХОДНОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПРОДОЛЬНО-ПРОТЯЖЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ 2002
  • Федосенко Ю.К.
  • Гаврилов В.И.
  • Лаврухин В.Н.
RU2229120C1
БЛОК ПРОХОДНЫХ ВИХРЕТОКОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ДЛЯ ПОТОЧНОГО КОНТРОЛЯ ТРУБ И ПРОКАТА 2001
  • Федосенко Ю.К.
  • Гаврилов В.И.
  • Лаврухин В.Н.
RU2225610C2
Вихре-токовый дефектоскоп 1987
  • Булгаков Валерий Федорович
SU1397821A1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ДЕФЕКТОВ В ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИХ ИЗДЕЛИЯХ 1993
  • Карабчевский В.А.
  • Мужицкий В.Ф.
  • Карпов С.В.
  • Степанов Ю.А.
RU2091785C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 146 817 C1

Реферат патента 2000 года ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ДЕФЕКТОСКОП ДЛЯ КОНТРОЛЯ ДЛИННОМЕРНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Дефектоскоп предназначен для неразрушающего контроля изделий типа труб и проката. В устройстве используется проходной вихретоковый преобразователь с одной токовой обмоткой и двумя дифференциальными парами измерительных обмоток. Дифференциальные пары измерительных обмоток подключены к соответствующим схемам амплитудно-фазовой обработки сигнала. Выход первой схемы амплитудно-фазовой обработки сигнала подключен к одному из входов дифференциального усилителя непосредственно, а выход второй - к другому входу упомянутого усилителя через регулируемый усилитель. При этом вторая (дополнительная) пара измерительных обмоток расположена с внешней стороны токовой обмотки. Дополнительная пара измерительных обмоток имеет диаметр Dи2 = Dи1 + (8-12)l, где Dи1 - диаметр первой дифференциальной пары измерительных обмоток, a l - расстояние между обмотками дифференциальной пары вдоль продольной оси преобразователя. Использование дополнительной пары измерительных обмоток позволяет повысить надежность контроля за счет взаимокомпенсации сигналов шумов от структурных неоднородностей материала объекта контроля. 3 ил.

Формула изобретения RU 2 146 817 C1

Электромагнитный дефектоскоп для контроля длинномерных изделий, содержащий последовательно соединенные генератор, проходной вихретоковый преобразователь, схему амплитудно-фазовой обработки сигнала, опорный вход которой соединен с генератором, два формирователя, входы которых связаны с выходом схемы амплитудно-фазовой обработки сигнала, и схему совпадения, входы которой подключены к выходам формирователей, при этом один из формирователей выполнен в виде последовательно соединенных усилителя-ограничителя, дифференцирующей цепи и амплитудного селектора, а другой формирователь - в виде двух амплитудных селекторов, входы которых соединены параллельно, и триггера, подключенного к выходам амплитудных селекторов, отличающийся тем, что проходной дифференциальный вихретоковый преобразователь дефектоскопа снабжен дополнительной дифференциальной парой измерительных обмоток, связанной с входом дополнительной схемы амплитудно-фазовой обработки сигнала, опорный вход которой также соединен с генератором, а выход через регулируемый усилитель - с вторым входом дифференциального усилителя, первый вход которого соединен с выходом первой схемы амплитудно-фазовой обработки сигнала, а выход - с входами формирователей, при этом дополнительная пара измерительных обмоток расположена с внешней стороны токовой обмотки и ее диаметр равен
Dи2=Dи1+(8-12)l,
где Dи1 - диаметр первой дифференциальной пары измерительных обмоток;
l - расстояние между обмотками дифференциальной пары вдоль продольной оси преобразователя.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2000 года RU2146817C1

Электромагнитный дефектоскоп для контроля длинномерных изделий 1978
  • Булгаков Валерий Федорович
SU735988A1
Вихретоковое устройство для неразрушающего контроля 1977
  • Захаров Владимир Михайлович
  • Федоров Александр Николаевич
SU696373A1
Вихретоковый дефектоскоп 1977
  • Жуков Владимир Константинович
  • Топоров Григорий Андреевич
SU619848A1
СПОСОБ ИСКЛЮЧЕНИЯ СИСТЕМАТИЧЕСКОЙ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИПОМЕХИ 0
SU232583A1

RU 2 146 817 C1

Авторы

Клюев В.В.

Федосенко Ю.К.

Гаврилов В.И.

Лаврухин В.Н.

Полевода А.А.

Федосенко И.Ю.

Даты

2000-03-20Публикация

1998-01-23Подача