Вихретоковый дефектоскоп Советский патент 1984 года по МПК G01N27/00 

CD 4 К) Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля и может быть использовано в машиностроении для оценки качества изделий в автоматических линиях контроля. Известен вихретоковый дефектоскоп содержащий последовательно соединенные генератор/ измерительный контур первый детектор, дифференциальный усидит-ель, оконечный блок, .а также последовательно соединенные вспомогательный контур, второй детектор, . причем вход вспомогательного, контура подсоединен к выходу генератора, выход второго детектора - ко второму входу дифференциального, усилителя f 1 Известное устройство характеризует недостаточное быстродействие, вьазванное наличием интегрирующих целей в детекторах. Уменьшение постоянной времени RC -цепей фильтра в детекторе (приводящее к повышению быстродействия / вызывает увеличение .пульсаций на входе дифференциального усилителя, что создает значительные помехи при обнаружении дефекта. Наиболее близким к изобретению яв ляется вихретоковый дефектоскоп, содержащий идентичные измерительный и вспомогательный автогенераторы, в контуры которых включены COOTветете венно измерительный и вспомогательный вихретоковые преобразователи, и блок индикации f23. Недостатками данного устройства являются его низкая помехоустойчи.вость из-за изменения окружающей температуры и низкое быстродействие Цель изобретенья, - повышение производительности контроля. Поставленная цель достигается тем, что вихретоковый дефектоскоп, содержащий идентичные измерительный и вспомогательный автогенераторы, в контуры которых включены соответственно измерительный и вспомогательный вихретоковьте преобразовате.ли, и блок индикации, снабжен соединенными последовательно умножителем счетчиком и схемой сравнения, включенными между выходом измерительного вихретокового преобразователя и блоком , и соединенными последовательно делителем и одновибратором, включенными между выходом вспомогательного вихретокового преобразователя и входом сброса счетчика . На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого дефектоскопа; на фиг..2 временные диаграммы сигналов на выхо де его блоков. Вихретоковый дефектоскоп Содержит соелиненные последовательно вихретоковый преобразователь :1, измерительный автогенератор 2, умножитель 3, счетчик 4, схему 5 сравнения и блок б индикации. Также дефектоскоп сотдержит соединенные последовательно вспомогательный вихретоковый преобразователь 7, вспомогательный автогенератор 8, делитель 9 и одновибратор 10, выход которого подключен к шине сброса счетчика 4. Вихретоковый дефектоЕКоп работает следующим образом. Измерительный вихретоковый преобразователь 1 совместно с измерительным автогенератором 2 преобразует информацию о состоянии контролируеого объекта (не показан ) в частоту электрического сигнала. Полученный сигнал с периодом 1 и частотой f умножается в умножителе 3 в m раз. Одновременно сигнал с вспомогательного автогенератора 8 проходит через делитель 9 ( в результате чего частота сигнала fy делится в h раз ) и подается на вход сброса счетчика 4 через одновибратор 10. Число импульсов, поступающих в счетчик 4 за время in - пТ,, / mnf f - частота измерительного автогенератора 2; 2 - частота вспомогатгльного автогенератора 8; гп - коэффициент умйожения .умножителя 3; п - коэффициент деления делителя 9. При изменении температуры окружащей среды или напряжения питания исло импульсов, которое поступает а счетчик за время мелоду сигналами броса, равно тп(|. изменение частоты измерительного автогенератора 2 изза вибрации температуры окружа- . ющей среды на величину ЛС изменение частогы Йспомогательного автогенератора 8 вследствие действия того же мешающего . фактора. Изменение температуры окружающей среды вызывает изменение числа импульсов, поступакяцих в счетчик 4 за время t2 на величину k, , ,л, Из последней формулы видно, что если выбрать рабочие частоты автогенераторов 2 и 8 одинаковыми, тип и конструкцию генераторов и преобраз вателей идентичными и расположить в непосредствеиной близости друг о друга, то при равенстве частот и их одинаковом уходе изменение числа импульсов в счетчи ке. л№ яо , т.е. при изменении окружающей температуры, напряжения питания, старении элементов у рас- смотренной схемы сигнал л компен сируется. При появлении дефекта под измер тельным вихретоковым преобразовате лем ,1 частота измерительного автогенератора изменяется на величину д . , что приводит к поступлению в счетчик импульсов, число которых равно mn(f + d) 2 Величину сигнала от дефекта можно оценить формулой innff ) гппГ dN.N . AJ л А ff из которой видно, что сигнал ДМ растет с увеличением коэффициентов лесообразно. Однако значительное увеличение коэффициента деления п недопустимо из-за снижения быстродействия дефек тоскопа.. Максимальное быстродействи будет при П 1, но и при п 4-8 быстродействие достаточно велико. На временных диаграммах фиг.2 показан случай контроля двух участков изделия. Как видно из чертежа, начиная с момента времени, отмеченн го точкой D , частота измерительного автогенератора 2 возрастает. Такой случай возможен при недопусти мом увеличении толщины немагнитного покрытия на ферромагнитной основе. Эпюры фиг.2 иллюстрируют случай при котором дефект вызывает увеличе ние f . Условно коэффициенты выбраны- равными m 2 и п 2 и счита ется, что вспомогательный вихретоко вый преобразователь 7 не взаимодействует с контролируемым изделием. Как видно из фиг.2, за время 2 2 Т2 в счетчик 4 поступает три импульса, а при контроле дефектного участка изделия за то же время в счетчик 4 поступает четыре импульса. Это вызывает появление сигнала на выходе схемы 5 сравнения (UyJ . При изменении окружающей температуры или напряжения питания периоды Т и 2 изменяются приблизительно на одинаковую величину j Т (причем в одну и ту же сторону/ . Вследствие этого конечное состояние счетчика 4 не изменяется. Известно, что большинство видов дефектов (трещина, рчанина, пустоты и т.д. ) вызывают снижение частоты измерительного автогенератора 2, однако это не изменяет принципа действия дефектоскопа, так как схема 5 сравнения выполнена таким образом, что регистрируются все дефекты, не удовлетворяющие условию N„„p.лNд Nд N N p-4NдV где N - заданное число; лНд- допустимое отклонение. Следует отметить, что деление автогенераторов и преобразователей на измерительные и вспомогательные в данномслучае условно и оно принято для облегчения изложения принципа работы дефектоскопа. В зависимости от расположения преобразователей рассмотренная схема может работать в одном из двух режимов . . В первом режиме оба преобразователя взаимодействуют с контролируемым изделием. В этом случае происходит компенсация не только случайного из- . менения температуры окружающей среды, напряжения, но и уменьшение влияния зазора и изменения электромагнитных свойств контролируемого изделия. В .таком режиме дефектоскоп реагирует лишь на неоднородности электромагнитных свойств изделия, по разному воздействующих на каждый из ВТП. Во втором режиме один из преобразователей. 1 (или 71 находится в зоне взаимодействия с контролируе1«ш м изделием, а второй с изделием не взаи- . модействует,.а лишь воспринимает воздействие, температурного поля. Выбор того или иного режима рабо- , ты следует производить лишь после анализа конкретных условий контроля и видов дефектов. Технико-экономический эффект предлагаемого устройства заключается в повышении технологичности контроля, экономичности устройства, Мсщежности работы.. Экономический эффект изобретения составляет 8 тыс«руб.

У2

из

{/в Ш

М Ui

U5

Фиг.2

ВИХРЕТОКОВЫЙ ДЕФЕКТОСКОП, содержащий идентичные измерительный У й1;:: и вспомогательный автогенераторы, в контуры которых включены соответственно измерительный и вспомогательный вихретрковые преобразователи,и блок индикации, отличающийс я тем, что, с повышения производительности контроля., он снабжен соединенными последовательно умножителем, счетчиком и схемой сравнения, включенными между выходом измерительного вихретокового преобразователя;и блоком индикации, и соединенными последовательно делителем и одновибратором, включенными между выходом вспо- могательного .вихретокового преобразователя, и входом сброса счетчика.