МАГНИТОПОРОШКОВЫЙ ДЕФЕКТОСКОП Российский патент 2018 года по МПК G01N27/83 

Дефектоскоп предназначен для проведения неразрушающего контроля изделий из ферромагнитных материалов с относительной магнитной проницаемостью не менее 40. Используется для контроля в авиационной, автомобильной, железнодорожной и других видах техники магнитопорошковым методом с целью выявления поверхностных и подповерхностных дефектов в их материале. Он относится к переносным специализированным средствам контроля и рассчитан для работы в цеховых, лабораторных или полевых условиях.

Из уровня техники известен наружный сканирующий дефектоскоп, содержащий сегментированную стальную раму, опорные колеса, ходовые колеса, ходовой привод, дизель-электрический генератор, магнитную поисковую систему продольного намагничивания, магнитную поисковую систему поперечного намагничивания, колесный одометр, устройство сбора датчиковой информации, бортовую электронную аппаратуру, переносный компьютер, радиоканал обмена информацией между бортовой электронной аппаратурой и переносным компьютером, при этом в него введены первая и вторая группы ходовых электродвигателей, группа вихретоковых преобразователей неразрушающего контроля, узел изменения намагниченности стенки трубы, корзина на маятниковом подвесе в соответствующем звене сегментированной рамы, вращающаяся электрическая контактная система, первая и вторая упругие сцепки, а также другие конструкционные элементы (см. RU 2539777 С1, опубл. 27.01.2015)

Из уровня техники также известен наиболее близкий по технической сущности магнитопорошковый дефектоскоп, содержащий преобразователь напряжения, разрядные конденсаторы, тиристорный мост, систему управления, который содержит вычислительный блок с выходами 1 и 2 и входами 3 и 4, причем выход 1 соединен с последовательно соединенными формирователем сигнала уровня заряда разрядных конденсаторов, преобразователем напряжения на разрядных конденсаторах, разрядными конденсаторами, тиристорным мостом и намагничивающим устройством; выход 2 - с дисплеем, а входы 3 и 4 - соответственно с датчиком тока, блоком измерения и блоком управления, содержащим кнопки пуск, стоп, подготовка и регулятор тока. (см. RU 135808 U1, опубл. 20.12.2013).

Недостатками известных аналогов является невозможность работы по выбору в режимах импульсного тока с формированием импульсного магнитного поля в изделии, переменного тока для подключения соленоида, постоянного тока для работы с электромагнитным ярмом, измерителя магнитного поля.

Задачей изобретения является создание дефектоскопа, обеспечивающего контроль различных по форме и размерам изделий, их сварных швов, внутренних поверхностей отверстий и других зон путем намагничивания отдельных участков или изделий в целом.

Технический результат при использовании заявленного дефектоскопа заключается в обеспечении при проведении магнитопорошкового метода возможности использования двух способов контроля изделий: на остаточной намагниченности и приложенного поля циркулярным или продольным полем, при этом может работать в импульсном режиме с различными гибкими кабелями и полюсными наконечниками, режиме импульсного тока, с формированием импульсного магнитного поля в изделии, режиме постоянного тока с электромагнитами, в режиме переменного тока с соленоидом и в режиме измерителя магнитного поля.

Технический результат достигается тем, что дефектоскоп содержит модуль импульсного тока, модуль соленоида, модуль электромагнита, модуль измерения магнитного поля, блок питания, и блок микропроцессорного управления с подключенными энкодером и жидкокристаллическим индикатором с сенсорной панелью управления, установленные в едином корпусе, при этом блок микропроцессорного управления имеет возможность подавать сигнал модулю формирования импульсов тока зарядить блок конденсаторов, разряжающихся через импульсный блок силовых тиристоров, управляемых блоком микропроцессорного управления через формирователь импульсов, блок микропроцессорного управления имеет возможность измерять силу тока через нагрузку при помощи датчика тока и модуля измерения тока соленоида и через формирователь импульсов управлять симистором, блок микропроцессорного управления имеет возможность измерять силу тока в намагничивающей катушке электромагнита при помощи датчика тока и схемы измерения тока, управлять модулем формирования импульсов электромагнита и отображать ток на жидкокристаллическом индикаторе, блок микропроцессорного управления имеет возможность получать значения с выносного датчика магнитного поля, преобразованные модулем измерения магнитного поля.

Конструктивное выполнение дефектоскопа из 4-х модулей, встроенных в единый корпус и предназначенных для проведения неразрушающего контроля изделий продольным или циркулярным магнитным полем в зависимости от конфигурации и величины изделия и направления обнаруживаемых дефектов в материале, позволяют достигнуть указанный технический результат.

На фигуре изображен внешний вид магнитопорошкового переносного модульного дефектоскопа.

Блок питания внутри устройства преобразует входное напряжение (220 В) в напряжения, необходимые для питания остальных внутренних блоков.

Работой устройства управляет блок микропроцессорного управления.

Управление дефектоскопом осуществляется с помощью сенсорного экрана (тачскрина) жидкокристаллического индикатора или с помощью ручки управления - энкодером.

К блоку микропроцессорного управления подключены энкодер и жидкокристаллический индикатор с сенсорной панелью управления, которые реализуют человеко-машинный интерфейс между устройством и оператором.

Модуль импульсного тока и принцип его работы

Блок микропроцессорного управления дает команду модулю формирования импульсов тока зарядить блок конденсаторов, после зарядки до необходимого напряжения конденсаторы разряжаются в петлю намагничивания (или иное импульсное сильноточное намагничивающее устройство) через импульсный блок силовых тиристоров. Блок тиристоров управляется блоком микропроцессорного управления через формирователь импульсов.

Во время разрядки блока конденсаторов блок микропроцессорного управления измеряет амплитуду импульса тока через петлю намагничивания при помощи датчика тока и схемы измерения тока. Затем измеренное значение тока отображается на индикаторе.

Модуль соленоида и принцип его работы

Блок микропроцессорного управления измеряет силу тока через нагрузку (намагничивающую катушку) при помощи датчика тока и модуля измерения тока соленоида. Также через формирователь импульсов блок микропроцессорного управления управляет симистором по различным алгоритмам, зависящим от установленного режима работы устройства: поддерживает установленное оператором значение силы тока в катушке, выделяет несколько периодов тока, и др.

Модуль электромагнита и принцип его работы

Блок микропроцессорного управления измеряет силу тока в намагничивающей катушке электромагнита при помощи датчика тока и схемы измерения тока. Также микропроцессор управляет модулем формирования импульсов электромагнита, поддерживая заданный оператором ток в катушке, отображает ток на индикаторе и выполняет другие действия в зависимости от выбранного режима устройства.

Модуль измерения магнитного поля и принцип его работы

Блок микропроцессорного управления получает значения с выносного датчика магнитного поля, преобразованные модулем измерения магнитного поля. Модуль предназначен для контроля режимов намагничивания и размагничивания, а также измерений остаточной намагниченности.

При подключении некомплектного провода дефектоскоп автоматически определяет максимальный ток пропускания.

Встроенный магнитометр позволяет измерять нормальную и тангенциальную составляющие напряженности магнитного поля.

Намагничивающее устройство ЭМДЭУС идеально подходит для проведения неразрушающего контроля магнитопорошковым методом с применением постоянного или переменного магнитного поля на ферромагнитных деталях разных размеров и геометрии, предоставляя возможность создавать различные виды намагничивания, что позволяет добиться наивысшей чувствительности и прекрасной контрастности при магнитопорошковом контроле как способом приложенного поля, так и способом остаточной намагниченности.

Контролируемый объект при этом не является носителем магнитного поля сам по себе, это поле организуется намагничиванием токами и взаимодействует с полями магнитных частиц, нанесенных на поверхность. Магнитные частицы намагничиваются (коагулируют) и образуют скопления на поверхности ферромагнитных материалов, которые свидетельствуют о поле рассеяния над дефектами, гарантированно указывая на наличие и местонахождение поверхностных и подповерхностных несплошностей типа флокенов, раковин, сварочных дефектов, шлифовочных, закалочных и усталостных трещин и др. После завершения контроля объект размагничивается. Свойства человеческого глаза позволяют видеть царапины шлифованных поверхностей от 6,0 мкм, а при помощи магнитных индикаторов с размером магнитных частиц от 2,0 до 6,0 мкм значительно расширяются возможности обнаружения более мелких дефектов на более грубых необработанных поверхностях, включая сварные швы.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля изделий из ферромагнитных материалов. Сущность изобретения заключается в том, что дефектоскоп содержит модуль импульсного тока, модуль соленоида, модуль электромагнита, модуль измерения магнитного поля, блок питания и блок микропроцессорного управления с подключенными энкодером и жидкокристаллическим индикатором с сенсорной панелью управления, установленные в едином корпусе. Технический результат – повышение точности выявления дефектов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Дефектоскоп, содержащий модуль импульсного тока, модуль соленоида, модуль электромагнита, модуль измерения магнитного поля, блок питания и блок микропроцессорного управления с подключенными энкодером и жидкокристаллическим индикатором с сенсорной панелью управления, установленные в едином корпусе, при этом блок микропроцессорного управления имеет возможность подавать сигнал модулю формирования импульсов тока зарядить блок конденсаторов, разряжающихся через импульсный блок силовых тиристоров, управляемых блоком микропроцессорного управления через формирователь импульсов, блок микропроцессорного управления имеет возможность измерять силу тока через нагрузку при помощи датчика тока и модуля измерения тока соленоида и через формирователь импульсов управлять симистором, блок микропроцессорного управления имеет возможность измерять силу тока в намагничивающей катушке электромагнита при помощи датчика тока и схемы измерения тока, управлять модулем формирования импульсов электромагнита и отображать ток на жидкокристаллическом индикаторе, блок микропроцессорного управления имеет возможность получать значения с выносного датчика магнитного поля, преобразованные модулем измерения магнитного поля.

2. Дефектоскоп по п. 1, отличающийся тем, что во время разрядки блока конденсаторов блок микропроцессорного управления измеряет амплитуду импульса тока через петлю намагничивания при помощи датчика тока и схемы измерения тока.