Вихретоковый дефектоскоп Советский патент 1983 года по МПК G01N27/90 

Изобретение относится к нераэрушающим методам контроля физико-механичес свойств электропроводящих материалов и может быть использовано во всех областях машиностроения в составе автоматй-ческих сортирующих устройств, преоиазнаменных для контроля качества термической обработки изделий из высокопрочных алюминиевых сплавов. Известно устройство для эпектромагнитного контроля параметров объекта, реализующего фазовый способ выделения сигнала, содержащее последовательно соединенные генератор, вихретоковый преобразователь, усилитель, фазовый детектор, индикатор, а опорное напряжение на фазовый детектор поступает через фаз врашатепь, подключенный входсим к генератору, а выходе к второму входу фазового детектора fll Недостатком данного устройства явля ется низкая надежность контроля, связанная с тем, что схема не позволяет отстроиться от иаленений зазора между контролируемым изделием и преобразователем, объясняемая нелинейной зависимостью ися енений зазора по линии отвод от электропроводности при иаленении зазара от О до 00 , того, при резксм отводе (шш подводе) преобразователя к электропрсдао ному объекту отсутствие отстройки от переходных процессов вызывает ложные срабатывания исполнительного устройства Это снижает надежность контроля и препятствует использованию в автоматических сортирукшшх устройствах. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является вихретоксшый дефектосксш, содержащий генератор переменного тока, подключенный к его выходу вихретоковый преобразователь связанные с ним входами фазочувствител ный канал, опорный вход которого подключен к выходу генератору и амплитудно-чувствительный канал обработки сигнале, связанный с выходом фазочув-ствительного канала электронный ключ и подключенные к нему последовательно со единенные усил{ггель постоянного тока и индикатор сигналов . Иввестный дефектоскоп позволяет измерения при условии, если пре.образователь статически расположен на минимальном расстоянии от поверхности контролируемого изделия. При увеличении этого расстояния индикатор отключается с помсякью ключа, на управляющий вход которого поступает сигнал о зазоре. Однако этот дефектоскоп не может быть использован в автоматических устройствах при сортировке электропроводящих изделий по группам качества, в которых подведение (отведение) тфеобразователя происходит резко (с ускорением). Резкое изменение расстояния до контролируемого изделия вызывает переходной процесс в системе преобразователь - измерительный канал схемы. Переходной прещесс вызывает паразитную амплитудно-фазовую модуляцию, приводящую к ложному срабатыванию исполнительного устройства, снижая достоверность и затрудняя автоматизацию процесса контроля качества изделий. Целью изобретения является повьпиение достоверности контроля. Указанная цель достигается тем, что викретоковый дефектоскоп, содержащий генератор переменного тока, подключенный к его выходу вихретоковый преобразсшатель, связанные с ним входами фазочувствительный канал, опаркый вход которого подключен к выходу генератора, и амплитудно-чувствительный канал обра- ; ботки сигналов, связанный с выходом фазочувствительного канала электронный ключ и подключенные к нему последовательно соединенные усилитель постоянного тока и индикатор сигналов, снабжен включенными на выходе амплитудно-чувствительного канала обработки сигналов регулируемым амплитудным дискриминаторсж и триггером Шмидта, связанным с управляющим входс л электронного ключа, и узлом ссфтировки, выполненным в вбде соединенной с триггером Шмидта линии задержки, соединенных с ее выходсм одними входами трех схем И, двух параллельно связанных входами с выходом усилителя постоянного тока пороговых узлов, подключенных к вторым входам двух схем И и узла ЗАПРЕТ, включенного между выходами пороговых узлов и вторым входом третьей схемы И. На фиг. 1 изображена структурная схема вихретокового дефектоскопа; на фиг. 2 - структурная схема узла Запрет Вихретоковый дефектоскоп содержит генератор 1 переменного (синусоидального) тока, вихретоковый преобразователь 2 накладного тиЬа, фазочувствительный канал, включающий первый усилительограничитель 3 и фазовый детектор 4, на втсфой вход которого поступает опорное напряжение, снимаемое с выхода генератора 1 через последовательно включенные фазовращатель 5 и втqpoй усилительограничитель 6. Дефектоскоп содержит также электронный ключ 7, передаюишй в случае, если ключ 7 замкнут, сигнал с выхода фазового детектора 4 на усвЛвтель 8 постоянного тока, индикатор 9сигнала и узел 10 сортировки по группам качества, ьключаюший пороговые узлы li и 12, три логичегигах схемы 13 - 15 узел 16. Запрета, выход порогового узла 11 подключен к одному из входов логической схемы 13 И группы качества твердые, выход пороговог узла 12 подключен к одному из входов логической схемы 14 И группы качества мягкие. Одновременно выходы поротовых узлов 11 и 12 связашл с обоими входами узла 1.6 Запрет, ылход которо го подключен к одному вз входов i третьей лексической схемы 15 И группы качес ва годные. Дефектоскоп содержит также амшштуд ; во-чувствительный канал отстройки от j влияния переходных процессов, происходящих в момент подведения преобразователя к контактируемой поверхности на правильность сортировки по группам качества. Ои состоит из послседоватеяьно соединенных усилителя 17, детектора 18, регулируемого амплитудного дискриминатора 19 (с регулируемым порогсм срабатывания), триггера 20 Шмидта, выход котррсх о связан с линией 21 задержки и ключом 7, а выход линии 21 задержки связбш с другими входами логических схем 13-15 И, узла 10сортировки по группам качества: твердые, мягкие, годные. Узеп 16 Запрет содержит два инвертора 22 и 23, логическую схему 24 И, вхощл инверторов 22 и 23 соединены с выходами пороговых узлов 11 и 12 и подключены через схему 24 И к второму входу ло гической схемы 15 И узла 1О сс тировки группы качествагодные.Преобразователь 2 накладного типа выполнен с возбуждающей и двумя встречно включенными и:яъ1ерительными обмотками, скомпенсирсяванными так, что при отсутствии детали в зоне контроля ЭДС, наведенная на выходе преобразователя, равна нулю. Ви: 1ретоковый дефектоскоп работает следующим образом. В исходном положении при отсутствии изделия iia выходе преобразсжателя 2 сигнал отсутствует. При подведении его к объекту контроля в измерительной обмотке преобразователя 2 наводится ЭДС определяемая обобщенным параметром Амплитуда сигнала с приближением датчика к поверхности контролируемого изделия возрастает, а отводом - уменьшается. Сигнал с измерительной обмотки преобразователя 2 поступает на усилитель-ограничитель 3, с помощью которого формируется П-образный импульс, поступающий на фазовый детектор 4, не второй вход которого поступает опорное напряжение П-формы, сформированное из сигнала, поступающего с генератора 1, сдвинутого по фазе фазовращателем 5 и огранвченво-. го усилителем-ограничителем 6. Таким образом фазовый детектор 4 измеряет фазовый сдвиг между напряжением, наводимым на измерительной обмотке, и Напряжением задающего генератора 1. Напряже ние, пропорциональное разности фаз, определяемое изменением электропроводноств материала контролируемого изделия, поступает через ключ 7, усилитель 8 постоянного тока на индикатсф 9 к вход узла 10 сортировки на грушш качества, .состоящего из двух пороговых уапов 11 и 12, узла 16 Запрет и трех логических схем 13-15, с помощью которых производится сортировка на группы качес тва соответственно твердые, мягкие и годные с выходом на исполнительный механизм (не показан). Сигнал на сорти ровку поступает тольков том случае, если на второй управляющий вход ключа 7 поступает сигнал о наличии в зоне роля контролируемого изделия, а на первые входылогических схем 13-15 И Хжгяал задержки, формируемый следующим образсм: сигнал с измерительной обмотки одновременно поступает на вход усилителя 17, детектируется амплитудным детекторсм 18 и поступает на вход регулируемого амплитудного дискриминатора 19 с регулируемь1М порогом срабатывания, огфеделяемый максимально возможным зазором до изделия с рабочим участком на г одографе,-где линия отвода преобразователя линейна, что исключает ложное срабатывание узла 10 сортиро&кй. Напряжение с дискриминатора 19 поступает на вход триггера 20 Шмидта, который формирует сигнал для включения ключа 7 и на вход линии 21 задерхооа, постоянная времени которой выбирается из условия исключения влияния переходного процесса (ложной амплитудно-фазовой модуляции) на работу преобразователя структуроскопа в целом. Постоянная времени линии задержки равна или более времени подвода преобразователя к контролируемому .изделию. Задержанный Сигнал подается на входы логических схем 14, 13 и 15 И, подготавливая разрешение На срабатывание узла 10 сорггировка на группы качества. Настройка прибора ведется по ковтроав ным образцам, аттестованным по механическим свойствам на группы качества, например годные, мягкие, твердые. При установке датчика-на годное иэпвяие фазовый детектор 4 настраивается с,по мсхцью фазовращателя 5 onqpHoro капала: таким образом, чтобы на выходе фадоГОТО детектора был нулевой урсфень . Tomaj нулевой уровень свгнапа будет и на обоих входах узпа 16 Запрет На выходах инверторов 22 и 23, схемы 24 И устанавливается единичный уровень сигнала - сигнал ра зешешш yanei За прет, который подготовит к работе логическую схему И группы качества го ные, и при поступлении сигнала с лнявв 21 задержки сработает исповшвтельный механизм узла 10 сс тировкк. Прв появлении изделия из группы качества мягкие или твердые напряжение, пропорциональное разности фаз, (определяемое значением электропроводностн контролируемой детали, через управляемый ключ 7, усилитель 8 постояннсяго тока, поступает на ннаикатор 9 и порогсшые узлы 11 или 12. 3 зависимости от знака сяпнала (детали мягкие дают, например, положительный знак, а твердые - отрицательный знак или наоборот), срабаты вает один из пороговых узлов, который подготавливает к срабатыванию схемы 13 или 14 И групп качества узла 10 сортировки. На выходе узла 16 Запрет устанавливается нулевой уровень - сигнал запрета дпя групп качества годные. При появлении разрешающего сигнала с линии 21 задержки на выходе схемы И группы качества появляется сигнал и заставляет сработать испоптггельный нвзм разработки. При наличии изделия группы качества мягкие срабатывает схема 14 И узла 1О сортировки, а при наличии изделия группы качества твер- . дые срабатывает схема 13 И узла 10 сортировки. Детали соответственно попадают в разряд мягких шш в разряд твердых. Предлагаемое изобретение позволяет исключить влияние переходного процесса при подведении преобразователя к изоелюо, выбрав максимально возможный зазор момента включения зхедлы устройства, что позволяет надежно вести разбреховку изделий на группы качества при авгсматизации процесса контроля.

ВИХгеТОКОВЫЙ ДЕ4СКТОСКОП, содержащий генератор переменного тока, подключенный к его выходу вихретоковый преобразсфотель, связанные с ним входами фааочувствитедьный канал, спорный вход которого подключен к выходу генератора, и амплитудно-чувствительный канал сйбработки сигналов, связан . ный с выходом фазочувствительного канала электронный ключ н подключенные к. нему последовательно соединенные тель постоянного тока и индикатор сигналое, отличающийся тем, . что, с целью псжышения достоверности контроля, он снабжён включенными на выходе амплитудно-чувствительного канатла обработки сигналов регулируемым амплитудным (Шскриминатором и триггером иЬдщта, связанным с управляющим вхо дом электронного ключа, и узяом сортировки, выполненным в виде соединенной с т жггером Шмилта линии задержки, соединенных с ее выходом одними входами трех схем И, двух параллельно связаайых ) входами .с выходом усилителя постоянного тсжа пороговых узлов, подключенных к вторым входам двух схем И и узла Запрет, включеннсиго между выходами порО говых узлов и втифым входом третьей схемы, И. О СП О5 L.-- ,f

I 2f

Фиг.г ..-I