Имитатор к вихретоковому структуроскопу Советский патент 1984 года по МПК G01N27/90 

дЭ

сл

о сг

ИМИТАТОР К ВИХРЕТОКОВОМУ СТРУКТУРОСКОПУ, содержащий излучающую катушку и блок управления, о тличающийся тем, что, с целью расширения метрологических возможностей, он снабжен включенным меж. B ;n frду блоком управления и излучающей катушкой преобразователем, реализующим функцию с 8Ь1Х ТОК на выходе функционального преобразователя-, напряжение на входе функционального преобразователя; UI - круговая частота синусот идальных колебаний, t - времяi К

УЬ, / Изобретение относится к неразру.шaющe fy контролю и может быть использовано как метрологическое сред ство для проверки работоспособности, калибровки и поверки вихретоковых структуроскопов, основанных на методе высших гармоник, в которых обработка информации об измеряемом параметре ведется по амплитуде и фа зе первой гармоники и амплитудам высших гармоник. Известен имитатор к вихретоковому структуроскопу, содержащий излучающую катушку и блок управления. Последний содержит генератор высоко частоты, фазовращатель, амплитудньй и фазовый модуляторы, формирователь закона амплитудной модуляции, синхронизатор, формирователь закона фазовой модуляции С 1 3. С помощью такого имитатора проверяется работоспособность прибора, основанного на анализе амплитуды и фазы первой гармоники, наведенной в измерительной обмотке преобразователя, поэтому его нельзя использо вать для проверки работоспособности вихретоковых структуроскопов, основанных на анализе амплитуд высших гармоник. Как известно, появление высших гармоник в спектре ЭДС преобразователя структуроскопа обус ловлено нелинейной зависимостью маг нитной проницаемости от напряженнос ти магнитного поля. Отсутствие сред поверки вихретоковых структуроскопов, имитирующих нелинейные свойства ферромагнитных изделий, затрудня ет внедрение приборов в промышленность, не позволяет создать единую систему метрологического обеспечени Цель изобретения - расширение ме рологических возможностей имитатора Указанная цель достигается тем, что имитатор к вихретоковому структ роскопу, содержащий излучающую катушку и блок управления, снабжен включенным между блоком управления и излучающей катушкой преобразовате лем, реализующим функцию ос вь. где 8ых выходе функционального преобразователя; напряжение на входе функционального преобразоватеи;- круговая частота синусоидальных колебаний; t - время; K (2n + l) гармоники при п О, 1,2, 1 J, . . ., а - коэффициент пропорциональности. На фиг. 1 изображена структурная схема имитатора к вихретоковому структуроскопу; на фиг. 2 - имитатор во взаимодействии с вихретоковым струкTypocKonoMj на фиг. 3 - схема преобразователя . Имитатор содержит излучающую катушку 1, последовательно соединенные преобразователь 2 и блок 3 управления, вход преобразователя 2 подключен к выходу излучающей катушки 1. Блок 3 управления подключается к выходу усилителя 4 мощности структуроскопа 5, причем вход усилителя 4 мощности соединен с генератором 6. Излучающая катушка 1 имитатора вставляется в проходной преобразователь 7 (или устанавливается на преобразователь в случае применения преобразователя накладного типа), в результате чего оказывается индуктивно связанной с измерительной обмоткой 8 преобразователя, обмотка 9 возбуждения которого соединена с выходом усилителя 4 мощности. Устройство работает следующим образом. Сигнал снимаемый с измеоительной обмотки 8 проходного преобразователя 7, предварительно компенсируется, после чего блок 3 управления подключается к усилителю 4 мощности, а излучающая катушка 1 вводится в проходной преобразователь 7. При этом синусоидальное напряжение с выхода генератора 6 усиливается усилителем 4 мощности и подается на блок 3 управления, вьшолненный, например, в виде делителя напряжения и ocyщecfвляющий регулировку амплитуды синусоидального сигнала, который затем поступает на преобразователь 2. Включение нелинейного элемента приводит к искажению формы тока, протекающего по излучающей катушке 1, в результате чего в его составе и в составе наведенной в измерительной обмотке 8 ЭДС появляется спектр гармонических составляющих. Для имитации необходимо, чтобы спектр наведенной ЭДС был идентичен спектру изделия. Это условие может быть выполнено с помощью преобразователя, в котором реализована функция8ых-: /к вх5 - В схеме преобразователя (фиг. 3) в качестве нелинейного элемента используется, например, усилитель на транзисторе V с установленным . уровнем отсечки ре-зисторами R, R, Rj так, что он работает в нелинейном режиме. В этом случае в спектре тока, протекающего по излучающей катушке 1 имитатора, а следовательно, в составе наведенной ЭДС проходного преобразователя 7 появляются нечетные гармоники, адекватные ферромагнитному образцу, причем их уровень определяется амплитудой сигнала, поступающего с выхода усилителя 4 мощности и блока 3 управления. С ростом амплитуды сигнала уровень гармоник возрастает. Проверка работоспособности струк туроскопа с помощью предлагаемого имитатора осуществляется следующим образом. Имитатор подключают к выходу уси лителя 4 мощности, предварительно выставив необходимый ток в возбужI OC

fPu.2 дающей обмотке 9 проходного преобразователя 7. Проводят компенсацию ЭДС, наведенной в измерительной обмотке 8 проходного преобразователя 7, затем помещают катушку 1 имитатора в проходной преобразователь 7. За счет дополнительного поля имитатора в измерительной обмотке 8 проходного преобразователя 7 структуроскопа возникает дополнительная ЭДС как первой, так и высших гармоник в том числе третьей, пятой. В режиме работы структуроскопа по первой гармонике проверяют работоспособность прибора, вращая фазовращатель на 360 (не показан). В режиме работы структуроскопа по высшим гармоникам при заданном токе возбуждения производят компенсацию ЭДС третьей, пятой и других гармоник на выходе измерительного канала (не показан). Затем с помощью блока 3 управления, изменяя амплитуду тока, подаваемого в излучающую катушку 1 имитатора, проверяется работоспособность структуроскопа. Использование изобретения позволяет расширить метрологические свойства имитаторов и воспроизводить ферромагнитные свойства изделий, следовательно, отказаться от стандартных образцов.

r

Wi

5

X

.3