Устройство для неразрушающего контроля Советский патент 1984 года по МПК G01N27/90 

эо

&0 Изобретение относится к контрол но-измерительной технике и может быть использовано в авиационной, мau инocтpoитeльнoй, судостроительной и автомобильной промышленности для неразрушающего контроля измене ний свойств материала металлически конструкций различной формы. Известно устройство для неразру шающего контроля, содержащее после довательно соединенные частотный модулятор, генератор, вихретоковый преобразователь (ВТП ), фазовый детектор, второй вход которого подклю чен к выходу генератора, и индикаторный блок. В этом устройстве в процессе измерений поддерживают постоянной фазу выходного напряжения ВТП путем изменения частоты тока питающего генератора с помощью частотного модулятора синхронно с изменением параметров объекта контроля, а по величине амплитуды выходного напряжения ВТП и значению частоты тока судят о результатах контроля Tl . Недостаток известного устройства состоит в невозможности контроля электрофизических параметров (удель ной электрической проводимости (э или произведения магнитной проницаемости на 6 ) электропроводящих объектов произвольной формы независимо от изменения кривизны поверхности объекта контроля, величины зазора между ВТП и поверхностью объекта контроля, угла наклона плос кости ВТП, наличия краевого эффекта вызванного приближением ВТП к краю изделия, а также присутствия внутри объекта контроля вмятин, расслое ий и непроводящих включений. Это обусловлено тем, что линии отвода на годографе вносимых напряжений ВТП накладного типа, по перечисленным мешающим параметрам, резко отличают ся от прямых, выходящих из начала координат годографа. Вследствие это го резко изменяется фаза вносимого напряжения ВТП и соответственно ей частота тока возбуждения, и контрол становится невозможным для случая малых (порядка 5-10% ) изменений кон ролируел«:ах параметров, что существенно снижает надежность KOHTpojfU. Целью изобретения является повышение надежности контроля. Указанная цель достигается тем, что устройство для неразрушающего контроля, содержащее последовательно соединенные частотный модулятор, генератор, ВТП, фазовый детектор, второй вход которого подключен к выходу генератора, и индикаторный блок, снабжено включенным между выходом фазового детектора и блоком индикации последовательно соединенным усилителем постоянного тока с управляемым коэффициентом усиления и фильтром постоянной составляющей, цепью обратной связи, выполненной в виде последовательно соединенных фильтра переменной составляющей, синхронного детектора, опорный вход которого подключен к второму выходу частотного модулятора, двух компараторов напряжемся,первые два входа которых соединены с выходом синхронного детектора, блока опорного напряжения, подключенного к двум другим входам компараторов, триггера, раздельные входы которого соединены с соответствующими выходами компараторов, интегратора, вход которого подключен к выходу триггера и является выходом цепи обратной связи. На чертеже показана блок-схема устройства. Устройство состоит из частотного модулятора 1,генератора 2 синусоидального тока высокой частотой,ВТП 3 ,фазового детектора 4, .усилителя 5 постоянного тока с управляемым коэффициентом усиления, фильтров 6 и 7 соответственно выделения постоянной и переменной составляющих выходного напряжения фазового детектора 4, блока 8 индикации, а также канала управления коэффициентом усиления усилителя 5, содержащим синхронный детектор 9, компараторы 10 и 11, блок 12 опорного напряжения, триггер 13, интегратор 14. Частотный модулятор 1 присоединен к генератору 2 и синхронному детектору 9. Генератор 2 подключен последовательно соединенным ВТП 3, фазовому детектору 4 и усилителю 5 постоянного тока. Фильтры 6 и 7 выделения постоянной и переменной составляющих выходного напряжения фазового детектора 4 присоединены к выходу усилителя 5 постоянного тока, блок 8 индикации подключен к выходу фильтра 6. Выход фильтра 7 соединен с одним из входов синхронного детектора 9, вторрй вход которого подключен к выходу частотного модулятора 1. Одни .входы компараторов 10 и 11 подключены к синхронному детектору 9, вторые входы - к блоку 12 опорного напряжения. Выходы компараторов 10 и 11 соединены с единичным и нулевым входами триггера 13. Выход триггера 13 подключен к интегратору 14, который своим выходом присоединен к управляющему входу усилителя 5. Последовательно соединенные фильтр 7 переменной составляющей, синхронный детектор 9, подключенные к нему омпараторы Ю и 11, триггер 13, блок 12 опорного напряжения и интегратор 14 входят в цепь обратной связиУстройство работает следующим образом. В начальный момент ВТП 3 находит ся в воздухе. Напряжение встречновключенных измерительных обмоток ВТ практически равно нулю, поэтому на выходах фильтра 6, синхронного детектора 9 и интегратора 14 напряжение также равно нулю. Вследствие ЭТОГО коэффициент усиления усилителя 5 максимален. При установке ВТП на поверхность объекта контроля на выходе ВТП появится переменное напряжение, которое детектируется фазовым детектором 4 и усиливается с максимальным коэффициентом усилителем 5. В результате этого выходное напр53 жение синхронного детектора 9 становится больше выходного напряжения блока.12. При этом компаратор 10 вырабатывает строб-импульс, который перебрасывает триггер 13 в На выходе триггесостояниера 13 появляется постоянное напряжение, поэтому выходное напряжение интегратора 14 начинает изменяться по линейному закону. Это вызывает уменьшение коэффициента усиления ус лителя 5, что в свою очередь приводит к уменьшению выходного напряжения синхронного детектора 9. Этот процесс продолжается до тех пор, пока вь1ходное напряжение синхронного детектора 9 не станет равным опорному напряжению блока 12. В этот момент прекращает работу компаратор 10 и начинает работать компаратор 11. Триггер 13 перебрасывается в состояние О. Напряжение на выходе триггера 13 становитс равным нулю. Интегратор 14 прекраща ет операцию интегрирования и на его выходе удерживается постоянное напряжение, вследствие этого остается неизменным коэффициент усиления усилителя 5. С течением времени емкость интегратора 14 разряжается, напряжение на его выходе уменьшается. Это приводит к увеличению коэффициента усиления усилителя 5. Выходное напряжение синхронного детектора 9 становится больше опорного, срабатывает компаратор 10, перебрасьтается триггер 13 в состояние 1, и на вход интегратора 14 вновь поступает постоянное напряжение, и интегрирукяцая емкость интегратора 14 подзаряжается. Таким образом, путем автоматического регулирования коэффициента усиления усилителя 5 поддерживается постоянной чувствительность вь1ходного напряжения ВТП по фазе к малым изменениям обобщенного параметра ВТП fb , Вызванным малЕлми вариациями частоты генератора 2. Эти вариации частоты вызываются периодическим изменением частоты и; генератора 2 на строго определенную величину дш . Тогда, учитывая, что 5и 1й(Л 01ри ДО) consi , получают 5, 5i л V Так как &Ч пропорционально выходному напрях ению синхронного детектора 9, которое поддерживается равным опорному, то, регулируя величину опорного напряжения блока 12 можно менять в широких пределах чувствительность устройства по фазе. Это открывает возможность проведения измерений малых отклонений контролируемых параметров от номинальный значений. Годовой экономический эффект от внедрения изобретения составит 200 тыс. рублей.

УСТРОЙСТВО Д11Я НЕРАЗРУ1 АЮЩЕГО КОНТРОЛЯ, содер;: ащее последовательно соединенные частотный модулятор, генератор, вихретоковый преобразователь, фазовый детектор, второй вход которого подключен к выходу генератора, и индикаторный блок, отличающееся тем, что, с целью повьлиения надежности контроля, оно снабжено включенным между выходом фазового детектора и блоком индикации последовательно соединенным усилителем постоянного тока с управляемым коэффициентом усиления и фильтром постоянной составляющей, цепью обратной связи, выполненной в вид§ последовательно соединенных фильтра переменной составляющей, синхронного детектора, опорный вход которого подключен к второму выходу частотного модулятора, двух компараторов напряжения , первые два входа которых соединены с выходом синхронного детектора, блока Опорного напряжения подключенного к двум другим входам компараторов, триггера, раздельные входы которого соединены с соответст-щ вующими выходами компараторов, ин(Л тегратора, вход которого подключен к выходу триггера и является выходом цепи обратной связи.