Вихретоковый дефектоскоп для контроля цилиндрических изделий Советский патент 1984 года по МПК G01N27/90 

Изобретение относится к методам нераэрушающего контроля продольнопротяженных изделий, например труб и проволоки. Известен вихретокозый дефектоскоп содержащий соединенные последователь но генератор,преобразователь, компе сатор, первый и второй блоки амлитуд но-фазовой обработки сигналов, сумма тор и индикатор 11. Недостатками известного дефектоскопа являются его пониженная чувствительность к протяженным дефектам с малыми градиентами вдоль оси изделия и температурная нестабильность .напряжения разбаланса. Наиболее близким к предлагаемому является вихретоковый дефектоскоп для контроля цилиндрических изделий, содержащий вихретоковьш преобразоватепь с двумя обмотками возбуждения, двумя измерительными обмотками и намагничивающей обмоткой, генератор двух квадратурных напряжений, выходы которого подключены к обмоткам возбуждения вихретокового преобразователя, источник постоянного тока, подключенный к намагничивающей обмотке вихретокового преобразователя, соединенные последовательно компенсатор, сигнальные входы которого под ключены к измерительным обмот|кам вих ретокового преобразователя, а компен сационные входы -.. к генератору двух квадратурных напряжений, и индикато два блока амплитудно-фазовой обработ ки сигнала, опорные входы которых подключены к генератору двух квадратурных напряжений,блок суммирования И соединенные последовательно амплитудный селектор и блок автоматикиL2 Однако этот дефектоскоп также име ет неодинаковую чувствительность к д фектам, расположенным в любой точке по окружности контролируемого изделия, и температурный дрейф напряжения разбаланса, что снижает достоверность контроля. Цель изобр етения - повышение достоверности контроля, Поставленная цепь достигается тем что вихретоковый .дефектоскоп для кон троля цилиндрических изделий, содержащий вихретоковый преобразователь с двумя обмотками возбуждения, двумя измерительными обмотками и намагничивающей обмоткой, генератор двух квадратурных напряжений, выходы которого подключены к обмоткам возбуж-дения вихретокового преобразователя, источник постоянного тока, подключенный к намагничивающей обмотке вихретокового преобразователя, соединенные последовательно компенсатор, сигнальные входы которого подключены к измерительным обмоткам вихретокового преобразователя, а компенсационные входы - к генератору двух квадратурных напряжений, и индикатор, два блока амплитуднофазовой обработки сигнала, опорные входы которых подключены к генератору двух квадратурных напряжений, блок суммирования и соединенные последовательно амплитудный селектор и блок автоматики, снабжен двумя блоками масштабных преобразователей, включенных между выходом компенсатора и соответствующими входами блоков амплитудно-фазовой обработки сигнала, и двумя блоками запоминания напряжения разбаланса, подключенными соответственно к выходам блоков амплитудно-фазовой обработки сигнала, а блок суммирования выполнен в виде двух блоков модуляторов, подключенных сигнальными входами к соответствующим выходам блоков запоминания амплитуды, а опорными входами - к соответствующим выходам генератора двух квадратурных напряжений, и соединенных последовательно сумматора, подключенного к выходам блоков модуляторов, и фильтра верхних частот, выход которого подключен к амплитудному селектору. На чертеже приведена структурная электрическая схема вихретокового дефектоскопа. Вихретоковый дефектоскоп,содержит генератор 1 двух квадратурных напряжений, соответственно соединенньй с ним обмотками возбуждения (не показаны) вихретоковый преобразователь, 2, источник 3 постоянного тока, питающий намагничивающую обмотку (не показана) преобразователя 2, соединенный сигнальными входами с измерительными обмот.ками (не показаны) преобразователя 2 компенсатор 4, компенсационные входы которого соединены соответственно с выходами генератора 1 двух квадратурных напряжений, и индикатор 5, подключенный к выходу компенсатора 4. Дефектоскоп содержит также соединенные последовательно два блока 6 и 7 масштабных преобразователей, сигнальные входы которых подключены к выходу компенсатора А, два блока 8 и 9 амплитудно-фазовой обработки сигнала, опорные входы которых подключены к генератору 1 двух квадратурных напряжений, два блока 10 и 11 запоминания напряжения .разбаланса, блок 12 суммирования, состояпщй из последовательно соединенных двух блоков 13 и 14 модуляторов, сумматор 15 и фильтра 16 верхних частот, ампл тудный селектор 17 и блок 18 автомат ки. Дефектоскоп работает следующим об разом. Вращающееся возбуждающее поле, плоскость вращения которого перпендикулярна оси контролируемого объекта (не показана), возникает за счет возбуждающих ортогонально расположенных относительно друг друга обмот преобразователя 2, питающихся от ген ратора 1 двумя квадратурными напряже ниями . При помещении дефектного участка контролируемого изделия в зону контроля преобразователя и вращения дан ного прутка максимальный сигнал буде периодически появляться то в одной, то в другой паре секций измерительно обмотки, т.е. при вращении дефектног участка сигнал в каждой паре секций будет меняться от нуля до максимального значения поочередно. Для того, чтобы устройство обладало равномерной чувствительностью к дефекту независимо от расположения на окружности контролируемого изделия, с данны ми сигналами измерительной обмотки . преобразователя 2 необходимо провест математическую операцию векторного сложения двух векторов, модуль ре- зультирующего вектора Для повьщ1ения равномерности чувствительности дефектоскопа к дефектам, расположенным в любой точке по азимуту контролируемого изделия, сигнал с компенсатора 4, к которому подключены пары секций измерительной обмот ки преобразователя 2, где происходит вычитание напряжений измерительной обмотки и компенсируется остающийся после вычитания небаланс, подается на индикатор 5 и на блоки 6 и 7 масщтабных преобразователей, с помощью которых поданные сигналы преобразуются в сигналы, имеющие одинаковую амплитуду от одного и того же дефекта. Сигналы с выходов блоков 6 и 7 масштабных преобразователей соответственно подаются на сигнальные входы блоков 8 и 9 амплитудно-фазовой обработки сигналов, опорные сигналы на которые поступают с выходов генератора 1 двух квадратурных напряжений, обеспечиваюп5их амплитудно-фазовую обработку сигналов. Сигналы с. выходов блоков 8 и 9 проходят через блоки 10 и 11 запоминания напряжения разбаланса, построенные по принципу заряда конденсатора с большой постоянной времени, и суммируются бло-, ком 12. Блок 12 суммирования сигналов, состоящий из блоков 13 и 14 модуляторов, производящих операцию преобразования постоянных выходных сигналов соответственно блоков 10 и 11 в переменные с несущей частотой, равной частоте возбуждающего поля, сумматора 15 переменных выходных сигналов блоков 13 и 14 и фильтра 16 верхних частот, осуществляющего выделение переменной составляющей только с несущей частотой, производит операцию фу якщионалыюг о преобразования вида У(с«х)+ { v.) . Выходной суммарный сигнал с выхода фильтра 16 через амплитудный селектор 17 поступает в блок 18 автоматики, который управляет работой исполнительных элементов (не показаны). Чтобы уменьшить влияние локальных азимутальных неоднородностей типа , наклепа на поверхности контролируемого цилиндрического изделия, применена намагничивающая обмотка, питаемая от источника 3 постоянного тока. Такое вьшолнение вихретокового дефектоскопа для контроля протяженных электропроводящих изделий . с использованием проходного вихретокового преобразователя с вращающимся полем позволяет повысить достоверность контроля за счет повьштения равномерности чувствительности дефектоскопа к дефектам, расположенным в любой точке по окружности контролируемого изделия, и за счет повьш1ения стабильности напряжения разбаланса.

ВИХРЕТОКОВЫЙ ДЕФЕКТОСКОП ДЛЯ КОНТРОЛЯ ВДЛИНДРИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ, содержащий вихретоковый преобразователь с двумя обмотками возбуждения, двумя измерительными обмотками и намагничивающей обмоткой, генератор двух квадратурных напряжений, выходы которого подключены к обмоткам возбуждения вихретокового преобразо- ватепя, источник постоянного тока, подключенный к намагничивающей обмотке вихретокового преобразователя, соединенные последовательно компенсатор, сигнальные входы которого подключены к измерительным обмоткам вихретокового преобразователя, a компенсационные входы - к генератору двух квадратурных напряжений, и индикатор, два блока амплитудно-фазовой обработки сигнала, опорные входы которых подключены к генератору двух квадратурных напряжений, блок суммирования и (Соединенные последовательно амплитудньш селектор и блок автоматики, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, он снабжен двумя блоками масштабных преобразователей, включенных между выходом компенсатора Q И соответствующими входами блоков ам- ф Ш плитудно-фазовой обработки сигнала, и двумя блоками запоминания напряжения разбаланса, подключенными соответственно к выходам блоков амплитудблок 2 но-фазовой обработки сигнала, a суммирования вьшолнен в виде двух блоков модуляторов, подключенных сигнальными 1ходами к соответствунмцим выходкам блоков запоминания амплитуды, a опора ными входами - к соответствующим выхо00 дам генератора двух квадратурных напряжений, и соединенных последова тельно сумматора, подключенного к выО) ходам блоков модуляторов, и фильтра верхних частот, выход которого подключен к амплитудному селектору.