Трехпараметровый способ вихретокового контроля металлических немагнитных объектов Советский патент 1985 года по МПК G01N27/90 

1 Изобретение относится к неразрут шающему контролю качества материало и изделий. Целью изобретения является повыш ние точности и расширение диапазона контроля одновременно трех параметров. На фиг. 1 показана функциональна схема устройства для осуществления предлагаемого способа; на фиг. 2 расположение вихретокового преобразователя относительно листа. Устройство состоит из трех генераторов 1-3 гармонических колебаний вихретокового преобразователя 4, трех резонансных усилителей 5-7, амплитудного детектора 8 и двух синхронных детекторов 9 и 10, коммутатора 11, аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 12, блока 13 вво да и вывода, центрального процессор 14, блока 15 памяти, цифропечатающе го блока или цифрового индикатора 16. Способ осуществляется следующим образом. Синусоидальньй ток на трех частотах f , f , f поступает с генераторов 1-3 на расположенный от лис та 17 на расстоянии h вихретоковый преобразователь 4, с помощью которо го в металлическом листе 17 с толщи ной Т и удельной электрической проводимостью 6 вбзбуждаются на частотах f , f , f вихревые токи. Выходной трехчастотный сигнал преобразователя 4 зависит одновременно от зазора h, толщины листа Т .и удельной электрической проводимости d металла. Если выбрать первую частоту достаточно большой из условия - , (обобщенньй параметр JR/Лд и ), то сигнал на первой частоте в силу скинэффекта в основном будет зависет ь от зазора h. При этом зависимость сигнала от зазора близка к экспоненциальной функции, а обратная зависимость h V(Ut) близка к логарифмической. Такая функция построена на основе численного анализа точных функциональных зависимостей вькодного напряжения накладного преобразователя и имеет вид 31 ь 4--.. к I /3i V - амплитуда сигнала на частои. - амплитуда сигнала на частоте f и - амплитуда начального сигнала (вдали металла) на частоте f ; f R i 2J обобщенный параметр на частоте f. Если выбрать вторую частоту f, из условия нечувствительности.к толщине листа Т, что имеет место при условии -- ;i 2, где сГ -j ,6 глубина проникновения поля в металл, на частоте f. , то сигнал преобразователя 4 будет зависеть только от зазора и удельной электрической проводимости d . Найдя по сигналу преобразователя на первой частоте значение h и подставив его в формулы, описывающие сигнал на второй частоте получаем уравнение с одной переменной 6 . Обратная зависимость, связывакицая искомую переменную 6 с величиной действительной и мнимой составляющих сигнала на частоте f, записывается в виде 3,67 (n)-f,5 щWf (2) г ,, где g U - действительная составляющая сигнала на частоте f, и. - мнимая составляклцая сигнала на частоте f Найдя значение э и подставив его в формулу сигнала на третьей частоте, получаем уравнение с одной переменной Т. Третья частота при этом выбирается из условия обеспечения максимальной чувствительности преобразователя к толщине листа Т, что имеет место при Т а T(TRju, TTTRfi.d : : На основе численного анализа функциональных связей сигнала преобразователя 4 с параметрами объекта 17 (листа) строится обратная зависимость параметра Т от значений составляющих сигнала на третьей частоте. Она имеет вид

ТРЕХПАРАМЕТРОВЫЙ СПОСОБ ВИХРЕТОКОВОГО КОНТРОЛЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ НЕМАГНИТНЫХ ОБЪЕКТОВ, основанный на возбуждении с помощью вихретокового преобразователя в объекте контроля токов на трех фиксированных частотах, измерении амплитуды или действительной и мнимой составляющих сигнала на каждой из трех частот и совместном анализе пяти сигналов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона контроля, каждая из трех частот выбирается из условий -f25o i,i L IRV Я Т V Vo 1 , 3 ТП , где f значения соотйетстЕ л 2 венно первой, второй и третьей частоты радиус преобразоваR теля; Т номинальная толщина листа; d номинальная удельная электрическая проводимость метал(Л ла объекта, С и по измеренному значению амплитуды сигнала на первой частоте находят величину зазора, по отношению действительной и мнимой составляющих сигнала на второй частоте с учетом найденной величины зазора определяют значение удельной электрической проводимости, а по полученным с учетом измеренных значений составляющих сигнала на третьей частоте определяют толщину листа.