Устройство для измерения ширины трещины в стальной ленте Советский патент 1983 года по МПК G01N27/90 

1

Изобретение отнсх;ится к контролю магни-тньк материалов и может быть использовано в контрольно-измерительной технике для неразрушающего контроля стальных лент, полос, рельс и т. д..

По основному авт. св. № 896528 известно устройство для измерения ширины трещины в стальной ленте, содержащее постоянный магнит, индукционный преобразователь, последовательно соединенные усилитель, формирователь, две дифференциальные цепочки, триггер, ключ и циф- . ровой интегрирующий вольтметр, второй вход которого подключен к индукционному преобразователю С13

Однако устройство имеет недостаточную точность измерения ввиду малой : помехозащищенности. Кроме того, устройство выдает ложную информацию о ширине трещины при любой импульсной помехе.

Целью изофетения является повьпие- , кие точности измерения.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено подключенными к усилителю последовательно соединенными вторым формирователем, элементом задержки, схемой совпадения, вторым ключем и блоком цифрового отсчета, второй вход схемы совпадения подключен к первому формирователю, а второйвход второго ключа - к выходу вольтметра.

10

На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг. 2 временные диаграммы сигналов блоков устройства.

Устройство содержит постоянный нит 1, индукционный преобразователь 2 с измерительной катушкой, усилитель 3, первый формирователь 4, дифференцирующие цепи 5 и 6, триггер 7, ключ

8,цифровой интегрирующий вольтметр

20

9,второй формирователь 10, элемент 11 задержки, схема 12 совпадения, ключ 13 и блок 14 цифрового отсчета, причем выход катушки индукционного преобраэоваггеля 2 соеййнен со входом парафазного усилителя 3, выход которого соединен со входом первого формирователя 4, ff&yx дифферетптрзпоших цепей 5 и 6, выходы которых подключены к установочному и сбросовому входам триггера 7, ЕЫХОД которого сое дикен через ключ 8 с управляняцим вх дом цифрового интегрируклцего вольтмет ра 9, измерительный вход которого под ключен к выходу индукционного преофа зователя 2, а инверсный выход парафаз ного усилителя 3 соединен со входом ,второго формирователя Ю, выход котор го через элемент 11 задержки соединен с опнйм из в сопов схемы 12 совпацени второй вход которой соединен с выходо .первого формирователя 4, выход схемы 12 совпадения соединен с ключом 13, разрешакщим запись информации из ци(| рового интегрирующего вольтметра 9 в блок 14 цифрового отсчета. Устройство работает следующим обра зом. Значение ЭДС индуцируемой в измерительной катушке индукционного преобразователя магнитным полем рассеивания дефекта (трещины) определите я соотношением. и,(А-ю)2 ., ( j 21|())2 где сГ - ширина трешины; k - коэффициент пропорциональности по току; V - скорость перемещения дефекта относительно индукционного преобразователя; 1U. - абсолютная магнитная проницаемость среды; . ot W с - ширина и высота измерительной катушки; Д - значение зазора, между объектом контроля и индукционным преобразователем; XeiVt текущая координата местоположения дефекта. График зависимости e(t) представлен .на фиг. 2 а. Анализ вьфажения (1) поНазывает, что максимальное значе гае ЭДС для определенного значения -t явля ется фущошей двух переменных: скорости перемешения дефекта v и ширина трещины -cf. , TajotM. обраэом, для определения ширины трешины сГнеойсодимо знать значегдае ЭДС, которую можно измерить импульсным вольтметром, .и скорость i движения контролируемого объекта. В ОСНОВУ предлагаемого устройства положен принцип постоянства вольт-се- . кундной площади индуцируемой ЭДС, обусловленой дефектом. Значение вольтсекундной площади одной полуволны инду цируемой ЭДС прсяюрционально только ширине трешины сЛ. Наличиезнакопеременного сигнала (фиг. 2 а ) индукцируемого в измерительной катушке индукционного преобразователя позволяет создать ус- пойсгво для измерения ширины трешины в магнитном материале с высокой помехозашищенностью. При появлении трешины в зоне преобразователя 2 в его измергтельной катушке появляется (фиг. 2 а). Он усиливается усилителем 3 и формирователем 1О преобразуется в сигнал прямоугольной отрицательной полуволны сигнала (фиг. 2 в). По фронтам измерения сигналов (фиг. 2 t ) формирователя 4 срабатьгоают дифференцирующие цепи 5 и 6, По отрицательно му дифференцирующему импульсу с выхода дифференцирующей цепи 5 взводится триггер 7, а по положительному импульсу с выхода дифференцирующей цепи триггер 7 сбрасывает в нулевое состояние, т.е. на выходе триггера 7 есть интервал времени, равный д;штельности отрицательной полуволны импульса трешины. В течение этого интервала времени ключ 8 цифрового интегрирукящего вольтметра 9 заперт и вольтметр за этовремя интегрирует отрицательную полуволну импульса дефекта, подаваемую на его вход с выхода индукционного датчика. На выходе цифрового интегрирующего вольтметра 9 есТЬ цифровой эквивалент вольт-секундной площади отрицательной полуволны импульса трешины, пропорциональной значению ее ширины. Сигнал с форми.рователя 10 инвертируется (фиг. 2 6) и задерживается элементом 11 задержки (фиг. 2б ). Далее на схему 12 совпадения поступают два сигнала (фиг. 2 в) и (2 е ), если они совпадают, то ключ 13 разрешает запись информации с цифрового интегрирующего вольтметра 9 в блок 14 цифрового отсчета (фиг. 2,). Таким образом, если на предлагаемое устройство попадает сигнал двухполярный с индукционного преобразователя, то по одной полуволне,. этого сигнала происходит измерение трещины, а по второй полуволне сигнала происходит разрешение записи информашт о птрине трещины в блок цифрового отсчета.

Применение устройства позволяет опредеПйть размеры дефектов при высоком уровне помех, что имеет большое техническое значение при активном контроле в махииностроенин, а также повысить качество изделий выпускаемых из магнитных материалов.

Формула изобретения

Устройство для измерения ширины трещины в стальной ленте по авт. св.

№ 896528 отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено 11ЬД$сточенными к усилителю последовагтельно соединенными вторым формирователем, элемен-том задержу, схемой совпадения, вторым ключом и блоком цифрового отсчета, второй Вход схемы совпадения подключен к первому формировеггелю, а второй вход второго ключа - к выходу вольметра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № , кл.( 01 Н 27/90, 198О.

а

к.