Способ вихретокового контроля ферромагнитных металлических объектов Советский патент 1985 года по МПК G01N27/90 

1 Изобретение относится к неразрушающему контролю качества металлических объектов. Целью изобретения является повыше ние точности и расширение диапазона измерений одновременно трех параметров. На фиг.1 представлено устройство для реализации способа, на фиг.2 расположение вихретокового преобразователя относительно контролируемого объекта. Устройство состоит из трех генераторов 1,2 и 3 гармонических колебаний, вихретокового преобразователя 4, трех резонансных усилителей 5, 6 и 7, амплитудного детектора 8 и четъфех синхронных детекторов 9-12, коммутатора 13, аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 14, блока 15 ввода-вывода, центрального процессора 16, блока 17 памяти, цифропечатанлцего блока или цифрового индика тора 18. Способ с помощью устройства осуществляется следующим образом. Синусоидальный ток на трех частотах f , ,, f. поступает с генераторов 1,2 и 3 на вихретоковый преобразователь 4, расположенньй на расстояНИИ f) от контролируемого объекта 1 С помощью преобразователя 4 в объекте 19 с начальной магнитной проницаемостью ju. и удельной электрической проводимостью 6 возбуждаются вихревые токи на частотах f, 2 fy Выходной трехчастотный сигнал преобразователя зависит одновременно от зазора 1) , магнитной проницаемости (U и удельной электрической проводимоети 6 . Если выбрать первую частоту достаточно большей величины из условия , то сигнал на первой частоте в основном будет зависеть только от зазора h. Эта зависимость будет близка к экспоненциальной, а обратная функция близка к логарифмической. Такая функция построена на основе численного анализа точных функциональных зависимостей выходного напряжения преобразова теля и имеет вид 1i i- -0,383 + 39 частоте , U - амплитуда начального сигнала (вдали от металла на частоте {,/i{,«Rf25rf JUQ( - обобщенный параметр на частоте ( при |U.1, Если выбрать вторую частоту из условия 0, 5 или г , f,O , FRVe -6 2 ,|u6 третью частоту из условия 5 /Jj 20 18 ,f , 128 ч -57 использовать IRijU.ojU.& 2 ypi найденное значение зазора Ь , удается разделить информацию на две части, одна из которой определяется значением начальной магнитной проницае-. мости (U , а другая зависит от /ц- и d . Для такого разделения необходимо измерить действительную и мнимую составляющие сигналов и , и. , найти отношение этих составляющих на каждой частоте и построить обратные зависимости контролируемых параметров от параметров измеряемых сигналов. Эти зависимости имеют вид ,21 ехрГО.) -(2) F 1 1 i 0,.(И 6 ft ( Ui... U,5 U, - значения дейUj Ujf 1 ствительной и мнимой составляющих сигнала на частоте U, Uj - то же на частоте fj. Значение удельной зле,ктрической проводимости находят по формуле (3) с учетом найденного значения начальной магнитной проницаемости (л-, определяемой по формуле (2). Разделив сигнал преобразователя на три частотные составляющие с помощью резонансных усилителей 5, 6 и 7, выделяют на первой частоте амплитуду сигнала с помощью амплитудного детектора 8, действительную и мнимую .составляющие на второй и третьей частотах с помощью синхронных детекторов 9, 10, Величины полученных пяти составляющих сигналов Uc переводят в цифровой код, используя коммутатор 13, и АЦП 14, Зная значе ния и - Uj. производят расчет h, |iu. , 6 по формулам (1) - (3) с помощью центрального процессора 16, блока 17 памяти и блока 15 ввода-вывода, Полученные значения искомых парамет ров выводят либо на цифровой индика тор, либо на дисплей, либо на цифро печатающее устройство. При расчете параметра ti по формуле (1) учитываются ориентировочные значения jU, 6, известные из различных справочных данных. Затем по формулам (2) и (3) находят их более точные 94 Ия, после чего уточняют параметр Ь, На втором шаге находят окончательные значения jn- к ё При условии одновременного изменения всех трех параметров в широких пределах их значений способ позволяет снизить погрещность измерения искомых переменных в несколько десятков раз. На основе предлагаемого способа можно создавать унифицированные автоматические базовые установки многоцелевого назначения и снизить номенклатуру контрольно-измерительных средств, повысить их серийность иконкурентноспособность.

СПОСОБ ВИХГЕТОКОВОГО КОНТРОЛЯ ФЕРРОМАГНИТНЫХ МЕТАЛЖЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ, основанный на возбуждении с помощью вихретокового преобразователя в объекте контроля вихревых токов на трех фиксированных частотах, измерении амплитуды или действительной и мнимой составляющих сигнала на каждой из частот и совместном анализе пяти сигналов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона измерений одновременно трех параметров-, каждая из частот выбирается из условия л 5-000 f г ; TRV 0,5 4.5 . TTRVoftti fl iZ6 f. FRV,|tt6 где P - радиус преобразователя, ц - номинальная магнитная проницаемость, (с, - номинальная удельная электрическая проводимость металла объекта, (Л f f { - частоты тока возбуждения, Х ч /. ТГ 4П- Tt/lU Г/М Mg 4jr-10 и по измеренному значению амплитуды а с сигнала на первой частоте находят величину зазора, по отношению действительной и мнююй составляющих сигнала на второй и третьей часто тах с учетом найденного значения О 00 DO СО зазора находят величину начальной магнитной проницаемости, а по найденным значениям начальной магнитной проницаемости, зазора и измеренной величине отношения действительной и мнимой составляющих на второй частоте определяют удельную проводимость.