Феррозондовый дефектоскоп Советский патент 1983 года по МПК G01N27/90 

Изобретение относится к неразруш кшему контролю метаплических изцелий и может быть использовано при аефекто скопии ceapibix соединений аля оп редела кия типа и местоположения цефвкта. Известен феррозонаовый дефектоскоп, соаержаишй блок намагничивания, первич ный преобразователь с возможностью вращения вокруг изделия, блок отработки сигнала, детекторы, схему совпадения и индикатор flj Однако данный дефектоскоп характерн зуется низкой достоверностью контроля. Наиболее близким к предлагаемому йвляется феррозондовый дефектоскоп, со- держащий источник переменного тока, фазовращатель, подключенный к. источник переменного тока, блок намагничивания, подключенный к фазовращателю и источнику переменного тока, соединенные последовательно генератор, феррозондовый преобразователь, усилитель, детектор, первый пороговый блок, логический блок и первый индикатор,соединенные последовательно второй пороговый блок и ВТОрой индикатор, инвертор, включенный между выходом второго порогового блока и BTopbiM входом логического блока, бпо дифференцирования и третий индикатор,, подключенный к детектору С 1 . Недостатком известного дефектоскопа является невозможность определения ори ентации дефекта. Цель изобретения - повьшение точёное ти контроля. Поставленная цель достигается тем, что феррозондовый дефектоскоп, содержащий источник переменного тока, фазо вращатель, подключенный к источнику переменного тока, блок намагничивания, подключенный к фазовращателю и источнику переменного тока, соединенные поо ледовательно генератор, феррозондовый преобразователь, усилитель, детектор, первый пороговый блок, логический блок в первый индикатор, соединенные последовательно второй пороговый блок и вто рой индикатор, инвертор, включенный между выходом второго порогового блока и-вторым входом логического блока, блок дифференцирования и третий индикатор, подключенный к детектору, снабжен блоком измерения разности сигналов, состоящим из дифференциального усилителя, включенного между детекторс|(м и вторым пороговым блоком, и линии задержки, включенной между входами дифференциального усилителя, и каналом определения ориентации дефектов, состоящим из соединенных последовательно формирователя прямоугольных импульсов, подключенного к источнику переменного тока, генератора пилообразного напряжения, блока измерения напряжения и индикатора ориентации дефектов, и соединенных последовательно блока индикации перехода нуля, подключенного через блок дифференцирования к детектору, и схемы совпадения, второй и третий входы которой подключены соответственно К выходам формирователя прямоугольных импульсов и второго порогового блока, а выход схемы совпадения - к входу управления блока измерения напряжения. На чертеже предс авлена блок-схема феррозон дового дефектоскопа. Дефектоскоп содержит источник 1 переменного тока, две обмотки 2 и 3 блока 4 намагничивания, размещенные так, чтобы создаваемые ими магнитные поля были взаимно перпендикулярны. Обмотка 2 подключена непосредственно к источнику 1 переменного тока, а обмотка 3 через фазовраща ль 5. К выходу источника 1 переменного тока подключен канал 6 определения ориентации дефектов, состоящий из соединенных последовательно формирователя прямоугольных импульсов 7, генерагора 8 пилообразного напряжения, блока 9 измерения напряжения и индикатора 10 ориентации дефектов, и соединенных последовательно блока 11 индикации перехода нуля и схемы 12 совпадения, второй вход которой подключен к выходу формирователя 7 прямоугольных импульсов, а выход - к управляющему входу блока 9 измерения напряжения. Дефектоскоп содержит также соединенные последователыю генератор 13, феррозондовый преобразователь 14, усилитель 15, детектор 16, блок 17 измерения разности сигналов, состоящий из линии 18 задержки и дифференциального усилителя 19, между входами которого подключена линия .18 задержки, пороговый блок 2О и инвертор 21. К выходу порогового блока 20 подключен индикатор 22 и третий вход схемы 12 совпадения. Между выходом детектора 1б и входом блока 11 индикации перехода нуля включен .блок 23 дифференцирования. Кроме того, к выходу детектора 16 подлючен пороговый блок 24 я индикатор25, а к выходу порогового блока 24 - соещшенные последовательно логический

блок 26, к второму входу которого подключен выхоа инвертора 21, и индикатор 27.

Дефектоскоп работает следующим образом.

Синусоидальное напряжение источника 1 переменного тока подается на обМоки 2 и 3 блока 4 намагничивания, перемещающегося над изделием (не показано). Каждая из обмоток 2 и 3 создает в контролируемом изделии магнитное поле, направление которого перпендикулярно направлению магнитного поля, создаваемого другой обмоткой. Напряясение на обмотку 2 подается с выхода источникка 1 переменного тока, а на обмотку 3 через фазовращатель 5, который выполняет сдвиг фазы на 90°. При этом в контролируемом изделии вектор магнитной индукции равен геометрической сумме . векторов индукции, создаваемых в изделии-каждой из обмоток 2 и 3, Фактически происходит вращение вектора магнитной индукции ,без изменения его модул

Одновременно напряжение с выхода источника 1 подается на вход формирователя 7 канала 6 определения ориентации дефектов. Формирователь 7 прямоугольных импульсов формирует из положительных (условно) полуволн синусоидального напряжения источника 1 прямоугольные импульсы, длительность которьрс равна половине периода синусоидального напряжения источника 1. Прямоугольные инпульсы подаются на вход генератора 8 вилообразного напряжения, изменяющегося по линейному закону, и на один из входов схемы 12 совпадения. На выходе генератора 8 появляется линейно изменяющееся напряжение. Длительность на- растания напряжения на выходе генератора 8 равна длительности прямоугольны импульсов. С выхода генератора 8 пилообра яое напряжение подается на вход бпрка 9 измерения напряжения.

Феррозсшдовьй преобразователь 14, возбуждаемый генератором 13, перемешается вместе с блоком 4 намагничивания по поверхности контролируемого изделия. Преобразователь 14 имеет круговую диаграмму направленности. Если дефектов нет, на выходе феррозондового преобразователя 14 и на выходе селективного усилителя 15 амплитуда сигнала равна нулю, индикаторы 22, 25 и 27

не фиксируют наличие дефектов. При появлении дефекта под преобразователем 14 на выходе селективного усилителя 15

появляется сигнал, амплитуда которого не равна нулю. Сигнал детектируется амплитудным детектором 16 и подается на вход блока 17 измерения разности сипналов, блока 23 дифференцирования, по рогового блока 24 и индикатора 25, служащего для настройки дефектоскопа, Блок 17 измерения разности сигналов выполняет вьиитание сигналов, получаемых при намагничивании контролируемого изделия в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Это осуществляется следующим образом: на один из входов дифференциального усилителя 19 подает ся сигнал непосредственно с выхода детектора 16, а на другой - через линию 18 задержки, вьшолнякнцую задержку сигнала на время, равное четверти периода колебания синусоидального напряжения источника 1. Напряжение с выхода дифференциального усилителя 19, пропорциональное разности сигналов на его входах, подается на вход порогового блока 20 Если дефект протяженный (т.е. трещина), то величина напряжения на выходе дифференциального усилителя 19 периодически изменяется, достигая наибольшего значения в те моменты, когда вектор магнитной индукции перпендикулярен граням дефекта, и наименьшего, когда, вектор параллелен граням. Если дефект округ Лый (пора), то напряжение на выходе усилителя 19 невелико и изменяется мало, Так как при любом направлении намаг ничивания амплитуда -.. сигнала от дефекта примерно одинакова.

Задавая уровень дискриминации для порогового блока 2О, можно разделить сигналы, вызываемые протяженными и округлыми дефектами.

Для протяженного дефекта напряжение на входе порогового блока 2О больще уровня аискриминации. Тогда напряжение подается на индикатор 22, отмечающий наличие протяженного дефекта (трещины), на один из входов схемы 12 совпадения и вход инвертора 21, на выходе которого есть напряжение, если его нет на входе, и наоборот. Если на вькоде инвертора 21 напряжения нет, логический блок 26 не пропустит сигнал с выхода порогового блока 24 на индикатор 27 отмечающ 1й наличие округлых дефектов.

Одновременно сигнал с выхода блока 23 дифференцирования поступает на вход блока 11 инцикации перехода нуля, который подает сигнал в виде импульса на один из ахоцов схемы 12 совпадения 10 в момент достижения максимального значения сигаала на выходе амплитудного детектора 16. Это происходит в момент, когда направление вектора индукции в изделии перпендикулярно граням дефект. Схема 12 совпадения, на все входы которой одновременно поданы сигналы с выхода блока 11 индикации перехода нуля, выхода порогового блока 20 и формирователя 7 прямоугольных импульсов, подает сигнал на управлякндий вход блока 9 измерения напряжения, который зафиксирует напряжения, которы зафиксирует напряжение на выходе генератора 8 пилообразного напряжения. На выходе блока 9 измерен-ия напряжения сформировано постоянное напряжение, равное по величине значению пилообразного напряжения в момент поступления сигнала с выхода схемы 12 совпадения, и которое измеряется индикатором 10. Напряжение линейно зависит от угла поворота вектора магнитной индукции в изделии относительно первоначального поло жения, определяемого конструкцией блока 4 намагничивания, включением обмо- ток 2 и 3 и углом сдвига фаз питающих напряжений этих обмоток. Если дефект округлый, то на выходе инвертора 21 есть напряжение, так как пороговый блок 20 не пропускает сигнал, а пороговый блок 24, определяющий уровень амплитудной дискриминации ок- 26 руглых дефектов, пропускает сигнал на один из входов логического блока 26. Лефект зафикисирован индикатором 27. Ориентация не определяется, так как на один из входов схемы 12 совпадения сигнал с выхода порогового блока 20 не поступает. Таким образом, для разделения дефектов на два вица - протяженные и округлые, используется различие амплитуд сигналов от дефектов при намагничивании их в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Для протяженного дефекта происходит изменение сигнала при вращении вектори магнитной индукции (сигнал в определенные моменты времени достигает экстремалыных значений). Для округлого дефекта изменение амплитуды сигнала почти не происходит. Это используется в дефектоскопе для определения вида дефекта. Для определения ориентации протяженного дефекта используется то, что амплитуда сигнала при вращении вектора индукции периодически достигает наибольще- го значения. В этот момент выполняется измерение напряжения, пропорционального углу поворота вектора от первоначального положения, определяемого конструкцией намагничивающего устройства, включением обмоток и сдвигом фаз напряжений этих обмоток.

ФЕРРОЗОНДОВЫЙ ДЕФЕКТОСКОП, содержащий источник переменного тока, фазовращатель, подключенный к источнику переменного тока, блок намагничивания, подключенный к фазЬвращателю и источнику переменного тока, соединенные последовательно генератор, феррозондовый преобразователь, усилитель, детектор, первый пороговый блок, логический блок и первый индикатор, соединенные последовательно второй пороговый блок и второй индикатор, инвертор, включенный между выходом второго порогового блока и вторым входом логического блока. блок дифференцирования и третий индикатор, подключенный к детектору, о т л и - чающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, он снабжен блоком измерения разности сигналов, состоящим из дифференциальногб усилителя, включенного между детектором и вторым пороговым блоком, и линии задержки, включенной между входами дифференциального усилителя, и каналом определения ориентации дефектов, состоящим из соединенрых последовательно формирователя прямоугольных импульсов, подключенного к источнику переменного тока, генератора пилообразного напряжения, блока, измерения напряжения и индикатора ориентации дефектов, и соединенных последо(Л вательно блока индикации перехода нуля, подключенного через блок цифференцирования к детектору, и схемы совпадения, второй и третий входы которой подключены соответственно к выходам формирователя прямоугольных импульсов и второго порогового блока, а выход схемы совпадения - к входу управления блока оэ измерения напряжения. СП сд