Способ неразрушающего контроля электропроводящих изделий и устройство для его осуществления Советский патент 1984 года по МПК G01N27/90 

Изобретение относится к контроль но-измерительной -технике и может быть использовано для толщинометрии дефектоскопии, структуроскопии и те нической диагностики вихретоковым, ультразвуковым и другими методами. Известны способы неразрушающего контроля изделий, основанные на измерении амплитуды, фазы или проекции вносимого в преобразователь нап ряжения. Устройства, реализующие эт способы, содержат последовательно соединенные генератор, преобразоват и блок измерения соответствующего параметра вносимого напряжения преобразователя 1 . Однако эти способы не обеспечива ют достаточную для практики точност контроля изделий в широком диапазон вариаций подавляемого параметра. Ближайшим по технической сущност к изобретению является способ нераз рущающего контроля электропроводящих изделий, заключающийся в том, что преобразователь возбуждают пере менньгм током, размещают его в зоне контроля, измеряют амплитуду и фазу вносимого напряжения и в соответствии с изменениями фазы регулируют парметр тока возбуждения преоб разователя. В качестве регулируемог параметра используют частоту тока возбуждения 2. Известно устройство для неразрушающего контроля электропроводящих изделий, содержащее последовательно соединенные генератор, блок управле ния током возбуждения - блок регули рования частоты тока возбуждений, преобразователь, амплитудный детектор и включенные между генератором вторым входом блока управления током возбуждения последовательно соединенные фазовращатель и фазометрический блок, второй вход которого соединен с выходом преобразователя 2 В известном способе постоянство амплитуды вносимого в преобразователь сигнала при вариациях подавляемого параметра обеспечивают регулированием частоты тока возбуждения преобразователя, что связано с большими трудностями при реализации способа применительно к решению задач контроля изделий в широком диапазоне изменений подавляемого параметра Так, например, решение задачи измерения расстояния до электропроводящих изделий известным способом требует создания устройства с большим диапазоном перекрытия по частоте 10 - 10 Гц и более. Если учесть, что решение этой задачи осуществля-ется, как правило, на сравнительно высоких частотах (порядка 10 10 Гц), то осуществление такого устройства требует значительных затрат труда, времени и средств. Целью изобретения является упрощение контроля в широком диапааоне вариаций подавляемого параметра. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу неразрушающего контроля электропроводящих изделий, заключающемуся в том, что преобразователь возбуждают переменным током, размещают его в зоне контроля, измеряют амплитуду и фазу вносимого напряжения и в соответствии с изменениями фазы регулируют параметр тока возбуждения преобразователя, предварительно размещают, преобразователь на образцах с различными значениями подавляемого параметра и номинальным значением контролируемого параметра и получают зависимость K ), HJrt в качестве регулируемого параметра тока возбуждения используют его амплитуду, а коэффициент регулирования К определяют на полученной зависимости по измеренной фазе f вносимого напряжения, где V - номинальная амплитуда напряжения, V)jf((-амплитуда вносимого напряжения. Причем в устройстве для неразрушающего контроля электропроводящих изделий, содержащем последовательно соединенные генератор, блок управления током возбуждения, преобразователь, амплитудньй детектор и включенные между генератором и вторым входом управления током возбуждения последовательно соединенные фазовращатель и фазометрический блок, второй вход которого соединен с выходом преобразователя, блок управления током возбуждения выполнен в виде регулятора амплитуды тока. На фиг. 1 приведены годографы вносимого в преобразователь напряжения V в зависимости от изменений подавляемого параметра при различных значениях контролируемого параметра применительно к решению задачи измерения зазора (Н) независимо от вариаций удельной электрической проводимости (В) изделия на фиг. 2 зависимости коэффициента регулирования К равного отношению номинальной М (р 10) и измеренной иг1 const) амплитуд вносимого напряжения (фиг. 1), от фазы при номинальном значении контролируемого параметра (Н 0,5) до регулиров ки (зависимость 1) и после регулировки (зависимоств 2) амплитуды тока возбуждения преобразователя; на фиг. 3 - структурная схема устройства для неразрушающего контроля электропроводящих изделий. Устройство для неразрушающего контроля электропроводящих изделий состоит из последовательно соединен ных генератора 3, блока управления током возбуждения, выполненного в виде регулятора 4 амплитуды тока, преобразователя 5 и амплитудного детектора 6, а также последовательно соединенных фазовращателя 7, вход которого подключен к выходу генератора 3, и фазометрического бл ка 8, второй вход которого соединен с выходом преобразователя 5-, а выход - с вторым входом регулятора 4 амплитуды тока. Выходы амплитудного детектора 6 и фазометрического блок 8 являются выходами устройства. Способ применительно к решению задачи измерения зазора осуществляется следующим образом. Преобразователь возбуждают током номинальной амплитуды, размещаю его на образцах с различными значениями удельной электрической проводимости и номинальным значением зазора (например Н 0,5) и получают зависимость коэффициента регулирования К от фазы f вносимого напряже ния (фиг. 2, зависимость 1). Получе ная зависимость остается прежней и для других значений контролируемого параметра Н, так как годографы вносимого в преобразователь напряжения гомотетичны с центром в т. О (фиг.2 Запоминают эту. зависимость. После этого размещают преобразователь в з не контроля, по измеренной фазе f на полученной зависимости определяют коэффициент регулирования и в соответствии с его величиной регулируют амплитуду тока возбуждения преобразователя. Так, при Р 45 амплитуду тока возбуждения преобразователя увеличивают примерно в 2,4 раза, а при Y 85° - уменьшают в 1,2 раза. Из зависимости 2 (фиг. 2) следует, что после регулировки амплитуда V вносимого напряжения не зависит от изменений фазы от 45 до 90 , что соответствует изменению удельной электрической проводимости, более, чем в 400 раз. При этом отношение максимальной и минимальной амплитуд тока возбуждения преобразователя, обеспечивающих отстройку от влияния изменений фазы в указанньк пределах, не превышает 3. Устройство решает задачу изме- рения зазора следующим образом. Генератор 3 через регулятор 4 амплитуды тока обеспечивает возбуждение преобразователя 5 в соответствии с предварительно полученной зависимостью коэффициента регулирования К от фазы вносимого напряжения при изменении удельной электрической проводимости образцов и номинальных значениях зазора амплитуды и тока возбуждения преобразователя. Выходное напряжение преобразователя 5 поступает на вход амплитудного детектора 6 и фазометрического блока 8, опорный сигнал на которьй подается от генератора 3 через фазовращатель 7« Выходное напряжение фазометрического блока В, пропорциональное фазе вносимого напряжения, поступает на второй вход регулятора 4 амплитуды тока возбуждения преобразователя 5. При этом напряуление на выходе амплитудного детектора 6 остается постоянньы ь широком диапазоне вариаций подавляемого параметра и изменяется при изменении контролируемого параметра (фиг. 2, штриховые линии). Контроль осуществляется при фиксированной частоте тока возбуждения преобразователя. Выход фазометрического блока 8 может быть использован в качестве второго выхода устройства, например, при решении задачи одновременного и независимого контроля толщины плакирующего слоя листа (по фазе) и удельной электрической проводимости основы листа (по амплитуде). Регулятор 4 позволяет путем изменения амплитуды тока возбуждения преобразователя по различным предварительно полученным функциональным зависимостям распространить область применения устройства на решение комплекса задач неразрушающего конт роля . Предлагаемые способ и устройство позволяют существенно упростить решение целого ряда задач неразрушакщего контузоля параметров изделий (измерение толщины покрытия независимо от электромагнитных свойств ос новы} удельной электрической проводимости основы независимо от толщины покрытия; глубины трещины независимо от электромагнитных свойств

.1

. 0,3 9 изделия; удельной электрической проводимости листа независимо от толщины, и т. п.) . На основе данных способа и устройства может быть создан прибор, позволяющий без смены частоты тока возбуждения или радиуса преобразователя с достаточной точностью измерять толщину дизлектрических покрытий практически на любых металлах (ферроили неферромагнитных) и тем самым существенно повысить достоверность и точность контроля.

1. Способ неразрушающего контроля электропроводящих изделий, заключающийся В том, что преобразователь возбуждают переменным током, размещают его в зоне контроля, измеряют амплитуду и фазу вносимого напряжения и в соответствии с изменениями фазы регулируют параметр тока возбуждения преобразователя, о тличающийся тем, что, с целью упрощения контроля в широком диапазоне вариаций подавляемого параметра, предварительно размещают преобразователь на образцах с различными значениями подавляемого параметра и номинальном значении контролируемого параметра и получают зависимость VH Л(Я, К HiM в качестве регулируемого параметра тока возбуждения-используют его амплитуду, а коэффициент регулирования К определяют на полученной зависимости по измеренной фазе f вносимого напряжения, где V| - номинальная амплитуда напряжения, И1/С амплитуда вносимого напряжения. § 2. Устройство для неразрушающего сл контроля электропроводящих изделий, содержащее последовательно соединенные генератор, блок управления током возбуждения, преобразователь, амплитудный детектор и включенные между генератором и вторым входом блоо со ка управления током возбуждения последовательно соединенные фазовращаСП тель и фазометрический блок, второй о вход которого соединен с выходом преобразователя, отличаюСП со щееся тем, что блок управления током возбуждения выполнен в виде регулятора амплитуды тока.

мг.З