Вихретоковое устройство для контроля электрофизических параметров электропроводящих объектов Советский патент 1984 года по МПК G01N27/90 

изобретение относится к контроль но-измерительной технике и может быть использовано в авиационной, машиностроительной и судостроительной промьшшенностях для неразрушакиЕ е го контроля свойств материалов и изделий . Известно устройство для электромагнитного контроля изделий, содерж щее соединенные последовательно ге нератор, измерительный преобразователь, фильтры первой и третьей гармоник, детектор, блок отношений и индикатор С 13. Недостатком известного устройства является зависимость показателей индикатора от зазора между преобразователем и контролируемым изделием Наиболее близким по технической сущности является вихретоковое устройство для контроля электрофизических параметров электропроводящих .объектов, содержащее соединенные последовательно модулятор, генератор и вихрет ковый преобразователь, соединенные последовательно детектор фильтр выделения постоянной составляющей и индикатор, и фильтр вьщеления переменной составляющей, подключенный к детектору С2 J. Недостаток известного устройства состоит в невозможности контроля электрофизических параметров (удельной электрической проводимости d или произведения магнитной проницаемости на (5 ) электропроводящих объектов произвольной формы независимо от изменения кривизны поверхности объекта,-величины зазора между вихрётоковым преобразователем и поверхностью объекта контроля, угла наклона вихретокового преобразователя, наличия краевого эффекта, вызванного приближением вихретокового преобразователя к краю изделия, а также присутствия вмятин, расслоений и непроводящих включений внутри объекта контроля. Цель изобретения - повышение точ ности контроля. Поставленная цель достигается тем, что вихретоковое устройство для контроля электрофизических пара метров электропроводящих объектов, содержащее соединенные последовател но модулятор, генератор и вихретоко вый преобразователь, соединенные последовательно детектор, фильтр выделения постоянной составляняцей 3 1 и индикатор, и фильтр вьщеления переменной составляющей, подключенный к детектору, снабжено усилителем с управляемым коэффициентом усиления,, включенным между выходом вихретокового преобразователя и детектором, соединенными последовательно синхрон ным детектором, измерительный вход которого подключен к фильтру вьщеления переменной составляющей, а опорный вход - к модулятору, сумматором и интегратором, выходы которого подключены к входам управления генератора и усилителя с управляемым коэффициентом усиления, и блоком опорного, напряжения, подключенным к сумматору. На чертеже представлена блок-схема тройства. Устройство содержит соединенные последовательно генератор 1, выполненный с возможностью управления по частоте и амплитуде, вихретоковый преобразователь 2, усилитель 3 с управляемым коэффициентом усиления, детектор 4, фильтр 5 вьщеления постоянной составлякицей и индикатор 6. К выходу детектора подключены соединенные последовательно фильтр 7 вьщеления переменной составляющей, синхронный детектор 8, сумматор 9 и индикатор 10, выходы которого подклю чены к генератору 1 и усилителю 3 с управляемым коэффициентом усиления К второму входу сумматора 9 подключен блок 11 опорного напряжения, а к опорному входу синхронного детектора 8 подключен модулятор 12, управ ляющий работой генератора 1. Устройство работает следующим образом. Пусть в начальный момент времени вихретоковый преобразователь 2 находится в воздухе. Напряжение на его выходе практически равно нулю, поэто му на выходах фильтра 5 и синхронного- детектора 8 напряжение также равны нулю. На выходе сумматора 9, а следовательно, и интегратора 10 напряжения равны опорному напряжению блока 11. Вследствие этого коэффициент усиления усилителя 3 и ток генератор 1 максимальны. После ки вихретокового преобразователя 2 на поверхность контролируемого изделия (не показано) на выходе вихретокового преобразователя 2 появляется амплитудно-модулированное напряжение, которое усиливается с максимальным коэг}к|)ицие11гом усшгителем 3. В результате выходное напряжение синхронного детектора 8 больше опорного напряжения блока 11. На выходе сумматора 9 появляется разность, про противоположная по опорному напряжению. Интегратор 10 начинает выполнять операцию интегрирования., Напряжение на его выходе уменьшается. Это вызывает уменьшение коэффициента усиления усилителя 3 и тока генератора 1, что в свою очередь приводит к уменьшению выходного напряжения синхронного детектора 8. Описанный процесс продолжается до тех пор, пока выходное напряжение синхронного детектора 8 не с.танет равным опорному. В этот момент разность на выходе сумматора 9 близка к нулю, таким образом, в устройстве в процессе измерений путем автоматического регулирования коэффициента усиления усилителя 3 и тока генератора 1 поддерживается постоянной амплитудная чувствительность S к обобщенному параметру ВТП уЗ , которая пропорциональна амплитуде АО огибакицей амштитудномодулированного напряжения. Дейст вительно; } одулятор 12 периодически изменяет частоту и/ генератора 1 на строго определенную величину ли. Тогда, учитывая, что S л1и/4и; , при .JUU) const получим S /lU. Следовательно., регулируя величину опорного напряжения блока 11, можно менять в широких пределах амплитудную чувствительность по /Э .

Это дает возможность- проведения измерения малых отклонений контролируемых параметров от номинальных значений. Кроме того, устройство обладает высокой точностью измерений,

которая обеспечивает стабильн.ость тестового сигнала Ли) /U) , достигающей для кварцевого генератора значений порядка 10 % что позволяет поддерживать постоянство величины

ли)/Ш с точностью 0,01%.

ВИХРЕТОКОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИХ ОБЪЕКТОВ, .содержащее соединенные последователь но модулятор, генератор и вихретоковый преобразователь, соединённые | ГГГ 0Щ|-;., П / ГЙД /в.: . - J.;.. л лдг« гаакг последовательно детектор, фильтр вьщеления постоянной составляющей и индикатор, и фильтр вьщеления переменной составляклдей, подключенный к детектору, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено усилителем с управляемым коэффициентом усиления, включенным.между выходом вихретокового преобразователя и детектором, соединенными последовательно синхронным детектором,измерительный вход которого подключен к фильтру вьщеЛения переменной составляющей, а опор,ный вход - к модулятору, сумматором и интегратором, выходы которого под§ ключены к входам управления генератора и усилителя с управляемым коэффициентом усиления j и (блоком опорного напряжения, подключенным к сумматору. 00 00 СО