Устройство для вихретоковой дефектоскопии Советский патент 1984 года по МПК G01N27/90 

Изобретение относится к методам неразрушающего контроля материалов и изделий и. может быть испрльзовано в машиностроительной и авиационной промьппленности для определения дефек тов токовихревым методом. Известен вихретоковый дефектоскоп содержащий соединенные последователь но генератор, первичный преобразователь, схему амплитудно-фазовой обработки сигнала и индикатор lj. Недостаток известного устройства заключается в низко й помехоустойчивос измерений при совпадении фазы помехи с фазой полезного сигнала. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для вихретоковой дефектоскопии, содержащее соединенные последовательно г1енератор, вихретоковый пре образователь и схему амплитудно-фазо вого преобразования сигнала, вторым входом подключенную к генератору, и индикатор 21. Данное устройство характеризуется недостаточной точностью из-за невозможности отстройки от сигналов случайных помех (например, перекосов преобразователя), если сигнал помехи не отличается по фазе от полученного сигнала. Цель изобретения - повьшение точности контроля. Поставленная цель достигается тем, что устройство для вихретоковой дефектоскопии, содержащее соединенны последовательно генератор, вихретоко вый преобразователь и схему амплитуд но-фазового преобразования сигнала, вторым входом подключенную к генератору, и индикатор, снабжено соединен ными последовательно аналого-цифровым преобразователем, подключенным к выходу схемы амплитудно-фазового преобразования сигнала, сдвиговыми регистрами оперативной памяти, число которых п равно разрядности аналогоцифрового преобразователя, румматором предьщущих отсчетов, подключенным к первым М выходам сдвиговых регистров оперативной памяти, сумматором последующих отсчетов, подключенным к выходам ki+2 - 2N+1 сдвиговых регистров оперативной памяти, сумматором конечных результатов, регистром памяти конечных результатов и цифроаналоговым преобразователем, выход которого подключен к индикатор и соединенными последовательно блоко управления, вход которого подключен к генератору, и шаговым сканатором, кинематически связанным с вихрето.ковым преобразователем, а входы управления аналого-цифрового преобразователя, сдвиговых регистров оперативной памяти и регистра памяти конечных результатов подключены к блоку управления. На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства, для вихретоковой дефектоскопии. Устройство содержит вихретоковой преобразователь 1, шаговый сканатор 2, механически связанный с вихретоковьм преобразователем 1, соединенные последовательно схему 3 амплитуднофазового преобразования сигналов, подключеннз) к вихретоковому преобразователю 1, и аналого-цифровой пре- i образователь 4. Устройство содержит также блок 5 управления, выходы которого подключены к щаговому сканатору 2 и аналого-цифровому преобразователк 4, 1л сдвиговых регистров 6-9 оперативной памяти, число ц которых равно разрядности аналого-цифрового преобразователя 4, входы которых подключены к выходам аналого-цифрового преобразователя 4, сумматор 10 предьщущих отсчетов и сумматор 11 последующих отсчетов, подключенные к выходам сдвиговых регистров 6 - 9 оперативной памяти, и соединенные последовательно сумматор 12 конечных результатов, подключенный к выходам сумматоров 10 и 11 предьщупр1х и последуюнщх отсчетов, регистр 13 памяти результатов, цифроаналоговый преобразователь 14 и индикатор 15. Входы управления сдвиговых регистров 6-9 оперативной памяти и регистра 13 памяти результатов подключены к блоку 15 управления . Устройство содержит также генератор 16, выходы которого подключены к вихретоковому преобразователю 1, схеме 3 амплитудно-фазовой обработки сигнала и блоку 5 управления. Устройство работа;ет следующим образом. Вихретоковый преобразователь 1 перемещается шаговым сканатором 2 по поверхности контролируемого изделия (не показано) с шагом и частотой, задаваемым блоком 5 управления. Сигнал с вихретокового преобразователя. 1 предварительно обрабатывается схемой 3 амплитудно-фазового преоб3 ..1 разования сигнала, реализующей измерение проекции вектора сигнала вихре токового преобразователя на вектор опорного сигнала. Так как при сканировании над дефектом вектор сигнала на выходе вихретокового преобразователя 1 изменяет направление на проти воположное, на выходе схемы 3 амплитудно-фазового преобразователя сигнала формируется знакопеременное напря5жение. Напряжение с выхода схемы 3 амплитудно-фазового преобразователя поступает на входаналого-цифро вого преобразователя 4 и преобразует ся в цифровой код. С приходом управляющего сигнала от блока 5 управления этот код параллельно переписывается в К-ра.зрядные сдвиговые регистры 6-9 памяти. Таким образом, в сдвиговые регистры 6-9 оперативной памяти с каждым шагом перемещения вихретокового преобразователя заносятся последоваТельно 2N+1 отсчета. Одновременно каждый шаг сопровождается циклом обработки. Данные со сдвиговых регистров 6-9 оперативной памяти подаются на сумматоры 10 и 11 предыдущих и последующих отсчетов. На выходе сумм тора 10 предьщущих отсчетов фс рмируе ся вида .. UN, где И , ,..., IN двоичные числа, .записанные в сдвиговых регистрах 6-9 оперативной памяти.. Одновременно на выходе сумматора 11 ; последующих отсчетов формируется сумма - , и ц j-«-...-bUlN4.( J где (U(.) l ib-rt) последующие за точкой двоичные отсчеты, записанные в сдвиговых регистрах 6-9 оперативной памяти. Сумматор 12 конечных результатов производит вычитание результатов,полученных в сумматоре.10 предьщущих отсчётор и в сумматоре 11 последующи отсчетов. По окончанию цикла обработки М предьщущих и N последующих двоичных чисел данные запоминаются буферным регистром 13 памяти результатов, с регистра которого они подают ся на цифроаналоговый преобразовател 14, ас него - на индикатор 15, Затем начинается следующий цикл работы устройства. Данные ,с аналого-цифрового преобразователя 4 заносятся в 44 сдвиговые регистры 6-9, при этом результаты первого измерения, выталкиваются из сдвиговых регистров 6-9 оперативной памяти. Затем следует очередной цикл обработки результатов измерения. Полученный результат относим точке отсчета. В общем случае, устройство позволяет осуществлять преобразование сигнала вида Us(,...vU2HM)-iU,-U24..UN) при этом отношение полезного сйгнала, меняющего знак гфи изменении координаты к случайной некорректированной помехе, увеличиваетсяв М-1 раз, что объяснйется правилом сложения среднеквадратической погрешности при суммировании сигналов, .Рассмотрим работу устройства при 2N+1 5. На первом такте работы устройства по сигналу, вьфабатываемому блоком 5 управления, производится его установка в состояние О. На втором такте работы производится запись результатов преобразования в первые ячейки сдвиговых регистров 6-9 оперативной памяти. На выходе сумматора 1О преднщущих отсчетов будет результат . . . На выходе сумматора 11. последуюпщх отсчетов получим В регистр 13 памяти результатов запишется при этом результат выражений (4,5), На третьем такте работы устройства результат, записанный в первых ячейках сдвиговых регистров 6-9 оперативной памяти, сдвигается во вторые ячейки, при этом на выходах сумматора 10 преДьздупрпс отсчетов и сумматора 11 последующих отсчетов будет результат .Uz. . в регистр 13 памяти результатов запишется результат (6), На четвертом такте работы устройства данные предьщущих преобразований сдвигаются в регистрах 6-9 и занимают соответственно места: данные 5 первого преобразования будут записа в третьих ячейках сдвиговых регистров 6-9 оперативной памяти, данные второго преобразования - во вторых ячейках и данные третьего преобразо вания - в первых ячейках регистров. На выходах сумматоров 10 и 11 будет результат , Соответственно 13 памяти результатов запоминает результат (7). На пятом такте заносятся данные преобразования в первые ячейки сдви говых регистров 6-9, а остальные данные сдвигаются. На выходе сумматоров 10 и 11 появляется результат U««Ui, На выходе сумматора 12 конечных результатов при этом получим Ut UM -Ua-U, На шестом такте работы устройст данные шестого преобразования заносятся в первые ячейки сдвиговых регистров 6-9 оперативной памяти, пре дащущнв четыре отсчета сдвигаются. 94 6 В результате на выходах сумматоров 10 и 11 появляется результат Uii ., U52-U2+a Йа выходе сумматора 12 конечных результатов получим Ujc(U.U6) Полученный результат относим к третьей точке отсчета и запоминаем в регистре 13 памяти резуль.татов. На седьмом такте работы происходит запись результатов шестого преобразования в сдвиговых регистрах 6-9 памяти и сдвиг предьщущих отсчетов, при этом результат первого преобразования стирается. В результате обработки на выходе сумматора 12 конечных результатов появится сумма Us.-rU54U,V(Ui4U,), которую относим к четвертой точке отсчета. В дальнейшем работа устройства протекает аналогично описанному. В результате применения предлагаемого устройства повьш1ается точность и достоверность контроля, его качество, что влечет за собой уменьшение числа отбракованных деталей, предотвращение преждевременного разрушения ответственных узлов изделий.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИХРЕТОКОВО ДЕФЕКТОСКОПИИ, содержащее соединенн последовательно генератор, вихреток вый преобразоя атель и схему амплиту но-фазового преобразования сигнала, вторым входом подключенную к генера тору, и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля оно снабжено соединенными последовательно аналоге цифровым преобразователем, подключенHbw к выходу схемы амплитудно-фазового преобразования сигнала, сдвиговыми регистрами оперативной памяти, чио ло которых л равно разрядности аналоrQ-цифрового преобразователя, сумматором предыдущих отсчетов, подключенным к первым N выходам сдвиговых регистров оперативной памяти, сумматором последующих отсчетов, подключенным к выходам М +2 - 2К1 +1 сдвиговых регистров оперативной памяти, сумматором конечных результатов, регистром памяти конечных результатов и цифроаналоговым преобразователем, выход которого подключен к индикатору, и соединенными последовательно блоком управления, вход которого подключен к генератору, и шаговш сканатором, кинематически связанным с вихретоковым преобразователем, a входы управления аналого-цифрового преобразователя, сдвиговых регистров оперативной памяти (Г регистра памяти конечных результатов подключены к блоку управления.