Электромагнитный дефектоскоп для контроля коротких изделий Советский патент 1984 года по МПК G01N27/90 

Изобретение относитсяК контроль но-измерительной технике и может быть использовано для нераэрушаюшего автоматического контроля качества малогабаритных металлоизделий. Известен дефектоскоп для контроля коротких изделий, содержащий измерительный вихретоковый преобразйв тель, соединенный с его выходом фор мирователь, 2 Л вспомогательных вихретоковых преобразователей, уставов ленных по п преобразователей с обеи сторон от измерительного преобразователя, логический блок, к входам которого подключены вспомогательные преобразователи, блок коэффициентов вход которого подключен к выходу логического блока, блок умножения, первый вход которого подключен к вы ходу, блока коэффициентов, а второй вход соединен с выходом измерительного блока, а выход блока умножения соединен с оконечным блоком. Дефектоскоп позволяет контролиро|вать всю поверхность детали, вклю}чая ее краевые зоны 1. Одйако данный дефектоскоп реализован на аналоговых элементах, что приводит к температурной и временной нестабильности) значительной за висимости надежности работы от напряжения питания; невысокой воспроизводительнос.ти параметров дефектоскопа из-за разброса характеристик аналоговых схем. Кроме того, случайные изменения электромагнитных свойств контролируемой детали приводят к ошибкам в работе дефектоско па: ложному бракованию или пропуску дефектов. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является электромагнитный дефектоскоп для контроля коротких изделий, содержащий блок преобразователей, включающий установленные вдоль общей оси два измерительных и 2п вспомогатель ных преобразователя, первый и второй формирователи, к входам которых подключены соответственно первый и второй измерительные преобразователи, и соединенные последовательно блок сравнения и блок сортировки. Дефектоскоп содержит также блок вычисления среднего значения сигнала. Принцип работы этого дефектоскопа заключается в том, что при движении изделия через первый измерительный преобразователь на выходе блока вычисления сре днего значения формируется сигнал/ характеризующий среднее качество изделия. С выхода вто рого формирователя поступает текущая информация, которая сопоставляется с усредненным значением при по мощи блока сравнения. Колебания тем пературы окружающей среды, случайное изменение напряжения питания приводит к синхронному изменению сигнала на входах блока сравнения и к подавлению мешающего Фактора, Также осуществляется ослабление влияния случайных вариаций электромагнитных свойств изделий 123. Недостатком данного дефектоскопа. является невозможность контролировать краевые зоны изделий. Цель изобретения - повышение надежности контроля. Поставленная цель достигается тем, что электромагнитный дефектоскоп для контроля коротких издели;1, содержащий блок преобразователей, включающий установленные вдоль общей оси два измерительных и 2/1- вспомогательных преобразователя, первый и второй формирователи, к входам котоЕхлх подключены соответственно первый и второй измерительные преобразователи , и соединенные последовательно блок сравнения и блок сортировки, снабжен последовательно соединенными первым регистром и блрком вычисления разности, включенными между выходом первого формирователя и |входом блока сравнения, вторым ре гистром, включенным между выходом второго формирователя и вторым входом блока вычисления разности, преобразователем кода, включенным между выходами 2(1 вспомогательных преобразователей и вторым входом блока сравнения, и распределителем) выходы которого подключены к вторым входам соответственно первого и второго формирователей, первого и второго регистров, причем-все преобразователи установлены в следующем порядке: . 1-й, 2-й,...,И -и вспомогательные, первый измерительный, второй измерительный, (1+м)-й, (2+Л/)-и,, . ., 2И-й вспомогательные преобразователи, а расстояние между i -м вспомогательным и первым измерительным преобразователями установлено равным расстоянию между (2h-L)M вспомогательным и вторым измерительным преобразователями . На фиг.1 представлена структурная схема дефектоскопа на фиг.2 зависимость 7дН/ Р(Н) разности сигналов с измерительных преобразователей, представленной в цифровом коде MN/, от расстояниям между краем изделия и вторым измерительным преобразователем: FI - для годного, fz - бракованного | длина трещины 2,0 ммj, РЗ - бракованного (длина трещины 2,53 мм , Fit - бракованного (отверстие диаметром 3 мм ) изделий.. Зависимости Рг и Fj -. для дефектов , имеющих естественную природу происхождения и расположенных на краях изделий, f t - для дефектов вне зоны действия краевого эффекта. Буквами NI , 2. , NJ на фиг.2 .обознаены уровни, при которых происходит рабатывание дефектоскопа при разичных положениях края изделия. В анном случае режим контроля выбран немагнитной области комплексной лоскости вносимых сопротивлений.

Дефектоскоп состоит из вспомогательных преобразователей 1-6 (для примера выбрано число h 3 ), первого, измерительного преобразователя 7, второго измерительного преобразователя 8, первого формирователя 9, второго формирователя 10, первого регистра 11, второго регистра 12, блока 13 вычисления разности, блока 14 сравнения, преобразователя 15 кода, распределителя 16, блока 17 сортировки. Цифрой 18 обозначен трубопровод, на котором вдоль его оси крепятся измерительные преобразователи 7 и 8 и вспомогательные преобразователи 16. Контролируемые изделия 19 перемещаются внутри трубопровода 18. Вспомогательные преобразователи ( ВП) 1, 2 и 3 размещены измерительными преобразователями (ИП) 7 и 8, а ВП 4, 5 и 6 - с другой стороны ИП. Расстояние между первым ВП 1 и первым ИП 7 устанавливается равным расстоянию между шестым ВП 6 и вторым ИП 8, а расстояние между I -м ВП и первым ИП 7 устанавливается равным расстоянию между (б-1)-м ВП и вторым- ИП 8.

, Первый ИП 7 подключен к первому формирователю 9, а второй ИП В - к второму формирователю 10, Выход первого формирователя 9 соединен с входом первого регистра 11, а выход второго формирователя 10 - с входом второго регистра 12. Выходы первого и второго регистров 11 и 12 подсоединены соответственно к первому и второму входам блока 13 вычисления разности, а его выход связан с блоком 14 сравнения. Выход блока 14 сравнения подключен к блоку 17 сортировки. -Входы преобразователя 15 кода соединены с вспомогательными преобразователями 1-6, а выход соединен с вторым входом блока 14 .сравнения. Первый и второй выходы распределителя 16 подключены соответственно к второму входу первого формирователя 9 и к второму входу второго формирователя 10, третий выход соединен с третьим входом блока 14 сравнения, а четвертый выход - с шиной сброса первого и второго регистров 11 и 12.

Принцип работы дефектоскопа основывается на сопоставлении текущей информации, поступившей от блока 13 вычисления разности, с информацией,

0 формируемой преобразователем 15 кода, следящим за пространственньвм положением изделия 19. Двоичный код на выходе преобразователя 15 кода меняется в зависимости от пространственного положения изделия 19 по

5 отношению к первому и второму ИП 7 и 8. Определение координат изделия 19 осуществляется при помощи вспомогательных преобразователей 1-6. Уменьшение действия мешающих факторов -достигается за счет дифференциального включения двух измерительных преобразователей ИП 7 и 8.

Дефектоскоп работает следующим образом.

5

При движении цилиндрического изделия внутри трубопровода сверху вниз ( например, под действием силы тяжести) передний край изделия последовательно проходит ВП 1, , ВП 2,

0 ВП 3, ИП 7, .... До вхождения переднего края изделия в проходной преобразователь ВП 4 с выхода преобразователя 15 кода на блок 14 сравнения подается сигнал логического

5 6, который блокирует работу дефектоскопа.

Когда передний край изделия 19 последовательно проходит ВП 4, ВП 5

0 и ВП 6, на выходе преобразователя 15 кода в параллельном коде появляются двоичные числа, примерная величина которых показана на фиг.2. Как видно на фиг.2, величина порогового

5 значения с продвижением переднего края изделия уменьшается. Заметим, что при выходе изделия 19 из блока преобразователей значение NL будет изменяться в обратной последовательности.

0

Работа преобразователя 15 кода показана в таблице.

Продолжение таблицы

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ДЕФЕКТОСКОП ДЛЯ КОНТРОЛЯ КОРОТКИХ ИЗДЕЛИЙ, :содержащий блок преобразователей, включающий установленные вдоль общей оси два измерительных и 2и вспо могательных преобразователя, первый и второй формирователи, к входам ко торых подключены соответственно пер вый и второй .измерительные преобразователи, и соединенные последовательно блок сравнения и блок сортировки , отличающийся тем, что, с целью повышения надежно ти контроля, он снабжен последовательно соединенными первым регистром и: блоком вычисления разности, включенными между выходом первого формирователя и входом блока сравнения, вторым регистром, включенным между выходом второго формирователя и вторым входом блока вычисления разности, преобразователем кода, включенным между выходами 2 И вспомогательных преобразователей и вторым входом блока сравнения, и распределителем, выходы которого-подключены к вторым входам соответственно первого и второго формирователей, первого и второго регистров, причем все преобразователи установлены,в следугацем п«рядке; 1-й, 2-й,...,ц й вспомогательные, первый измерительный, второй измерительный,,

В таблице состояние О в первых шести столбцах соответствует отсутствию изделия в зоне контроля ВП l6. Логическая 1 говорит о том, что в зоне контроля данного ВП присутствует изделие 19. В момент времени, когда на выходе преобразователя 15 кода О, дефектоскоп заблокирован. В других случаях на второй вход блока 14 сравнения Подается код NI, с которым происходит сопоставление текущей инсЙормации с блоков 13 вычисления разности. Вели чины N(. определяются в процессе экс периментальных исследований при раз работке принципиальной схемы дефектоскопа, Применительно к данным, .; представленным на фиг.2, можно сказать, что код формируется на выходе преобразователя 15 кода при мм/ кодМг - при мм; код Мз - при Н 4 мм. Формирование текущей информации производится по командам, поступающим от распределителя 16, что исключает перекрестную связь между ИП 7 и ИП 8. Первым тактом распределителя 16 включается первйй формирователь 9, преобразующий сигнал ИП 7 в цифровой код № 9, записывающийся в пер-, вый регистр 11, выполняющий функцию памяти. Йторым тактом распределителя во второй регистр 12 через форми рователь 10 записывается сигнал с ИП 8 в цифровом коде 10. В.блотге ке 13 вычисления разности определяется разность кодовДМ N9 - N, Тре тьим тактом распределителя 16 в бло ,ке 14 сравнения сравнивается текущая информация Л N с кодом Nl преобразователя 15.. Четвертым тактом распределитель 16 возвращает регистры 11 и 12 в исходное состояние, после чего дефектоскоп готов к новому циклу работы. Если свойства изделия под преобразователями ИП 7 и 8 одинаковы, то на выходе блока 13 разности AN О, а сигнал с блока 14 сравнения равен логичес1 ому О. Если в изделии появляется дефект, то на выходе блока 13 -разности/дМ7 О блок 14 сравнения становится равным логической 1. Таким образом формируется сигнал тревоги и блок 17 сортировки направляет дефектное изделие в приемник бракованной продукции. При смещении изделия 19 по отношению к ВП работа дефектоскопа происходит аналогично. Отличительной особенностью является лишь изменение кода NI, на выходе блока 14 сравнения, который изменяется в соответствии с таблицей. Контроль средней части изделия происходит при наименьшем значении кодаМ На фиг. 2 показан сигнал f ц от дефекта, расположенного в средней части изделия. Данный дефект будет выявлен в момент превышения сигнала/дМ/ значенияWj. Значение .flMiбудет автоматически установлено на втором входе блока 14 сравнения в момент времени, расстояние мм. Прохождение заднего края изде,лия 19 через блок преобразователей. также сопровождается изменением кода Nj.-.-. Для того, чтобы сохранить одинаковую чувствительность к дефек там, расположенным на переднем и заднем краю изделия, расстояние меж ду преобразователями устанавливается так, что расстояние между I -м ВП и первым ИП 7 делают равным расстоянию между (2h-i)-M ВП и вторым ВП 8, причем чем больше количество ВП h , тем точнее учитывается вли ние краевого эффекта на результат контроля. Таким образом, в предлагаемом-дефектоскопе достигнуто ослабление влияния дестабилизирующих и мешающих факторов за счет обработки информации, гюступаивдей от двух идентичных измерительных преобразователей, и получена возможность отстроиться от влияния краевого эффекта за счет использования вспомогательных преобразователей, фиксирующих положение краев изделий.