Электромагнитный способ обнаружения дефектов в электропроводящих изделиях и устройство для его осуществления Советский патент 1985 года по МПК G01N27/90 

2. Устройство для обнаружения дефектов в электропроводящих изделиях, содержащее автогенератор с вихретоковым преобразователем в колебательном контуре, кодоуправляемый магазин емкостей, подключенные к выходу автогенератора компаратор амплитуды и измеритель отклонения частоты, блок памяти, по/;ключенный к выходу компаратора амплитуды, и блок управления, о т личающееся тем, что оно снабжено подключенными к измери76232

телю отклонения частоты последовательно соединенными коммутатором, цифроаналоговым преобразователем, управляемым аттенюатором, усилителем переменного напряжения и индикатором, выходы блока управления соединегны с входами кодоуправляемого магазина емкостей , блока памяти и управляющим входом управляемого аттенюатора , а выход блока памяти подключен к второму входу коммутатора.

1. Электромагнитный способ обнаружения дефектов в электропроводящих изделиях, заключающийся в том, что с помощью вихретокового преобразователя, включенного в контур автогенератора, в контролируемом изделии возбуждают вихревые токи и используют амплитуду выходного напряжения автогенератора и отклонение частоты автогенерации от заданного значения для формирования сигнала о наличии дефекта, отличающийся тем, что, с целью повьшения разре,шающей способности, удаляют вихретоковый преобразователь от электропро- водящего изделия и при минимальном значении емкости в эмиттерной цепи автогенератора определяют значение частоты автогенерации, помещают вихретоковьм преобразователь на контролируемое изделие, измеряют отклонение частоты автогенерации от опреде- ленного значения, периодически изменяют емкость в эмиттерной цепи i автогенератора и вьзделяют значение емкости, соответствующее заданному, (Л значению амплитуды выходного напряжения автогенератора, последовательно преобразуют вьщеленное значение емкости и отклонение частоты в напряжение так, чтобы при установке вихретокового преобразователя на бездефектный участок контролируемого изделия у результирующего напряжения отсутствовала модуляция, а о наличии дефекта судят по величине переменчной составляющей результирующего напряжения. N: ifS N г I

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть исполь зовано при дефектоскопии в электропр водящих изделиях. Цель изобретения - повышение раз; решающей способности. На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства для обнаружения дефектов в электропроводящих изделиях;На фиг. 2 - принципиальная схема управляемого аттенюатора; На фиг. 3 - временная диаграмма емкости на выходе кодоуправляемого магазина емкости; Йа фиг. 4 - зависимость емкости в змиттерной цепи .автогенератора при оптимальном усилении от отклонений частоты автогенерации при максимальном усилении. Устройство для обнаружения дефектов в электропроводящих изделиях содержит автогенератор 1 с вихретоковым преобразователем в колебательном контуре (не показан), цифровой измеритель отклонения частоты, компаратор 3 амплитуды, блок 4 памяти, кодоуправляемый магазин 5 емкостей, блок 6 управления, коммутатор 7 цифровых сигналов, управляемый аттенюатор. 8, синхронный детектор 9, цифроаналоговый преобразователь10 напр жения, усилитель 11 переменного напряжения и индикатор 12. В состав аттенюатора 8 входят три резистора 13-15 и транзисторный ключ 16. Способ осуществляют следующим образом. Емкость в эмиттерной цепи автогенератора 1 изменяется так, как показано на фиг. 3. От значения емкости зависит коэффициент усиления в автогенераторе 1 и амплитуда выходного напряжения. На участке плавного изменения емкости, при некотором значении емкости, амплитуда выходного напряжения становится равной заданному значению (при котором чувствительность автогенератора 1 к наличию дефекта максимальна). Это значение емкости запоминают. Затем емкость в эмиттернойцепи автогенератора достигает максимального значения (фиг.З) и некоторое время остается неизменной. В это время вывыделяют отклонение частоты автоколебаний от того значения, которое было при удалении электромагнитного преобразователя от электропроводящих изделий; В это же время . (при,максимальной емкости) преобразуют выделенное и запомненное значение емкости в напряжение. Во время следующего интервала времени (в течение которого емкость плавно изменяется); производят преобразование выделенного отклонения частоты автогенерации в напряжение. Сформированное таким образом, напряжение является модулированным с двумя уровнями, пропорциональными вьоделенным значениям емкости и отклонения частоты. Для подавления модуляции сформированного напряжения ослабляют напряжение с переменным коэффициентом

31

ocлi.блeния. Во время плавного изменения емкости в эмиттерной цепи автогенератора (фиг. 3) задают один коэффициент ослабления, а при максимальной емкости - другой коэффициент ослабления . Значен1и коэффициентов ослабления выбирают таким образом, чтобы приустановке электромагнитного преобразователя на бездефектный участок контролируемого изделия модуляция ослабленного напряжения отсутствовала.

При изменении мешающих факторов (например, зазора между электромагнитным преобразователем и поверхностью контролируемого изделия) происходит пропорциональное изменение уровней сформированного напряжения (фиг.4). При этом ослабленное напряжение не имеет модуляции. На дефектном участке контролируемого изделия соотношение между вьщеленными значениями емкости и отклонения частоты становится иным и не соответствует выбранным значениям коэффициентов ослабления напряжения. В результате этого в ослабленном напряжении появляется переменная составляющая (модуляция). Эту переменную составляющую усиливают ней судят о наличии, виде и размере дефекта.

Устройство для обнаружения дефектов в электропроводящих изделиях работает следующим образом.

В колебательный контур автогенератора 1 включен вихретоковый преобразователь, представляющий собой катушку индуктивности, расположенную на стержневом ферритовом сердечнике.

Выходное напряжение с автогенератора 1 поступает на входы измерителя 2 отклонения частоты и компаратора 3 амплитуды. Измеритель 2 отклонения частоты осуществляет преобразование частоты автогенерации в цифровой код запоминание значения частоты автоколебаний при удалении электромагнитного преобразователя от электропроводящих предметов и вьщеллет отклонение текущего значения: частоты автоколебаний от запомненного значения. Компаратор 3 амплитуды выделяет момент равенства амплитуды выходного напряжения автогенератора 1 заданному значению и формирует в этот момент управляющий сигнал

324

для блока 4 памяти (по этому сигналу блок 4 памяти производит запоминание цифрового кода, находящегося в этот момент на его информационных входах). На информационный вход блока 4 памяти поступает цифровой код со входа кодоуправляемого магазина 5 емкостей. Кодоуправляёмый магазин 5 емкостей формирует выходную емкость, пропорциональную цифровому коду на его входе. Аналоговый выход магазина 5 емкостей соединен с автогенератором 1 (между эмиттером и общей шиной). На вход магазина 5 емкостей

поступает цифровой код с выхода бло-. ка 6 управления. Блок 6 управления формирует цифровой код, изменяющейся по времени так же, как и емкость магазина 5 (фиг.З). Кроме того, блок 6

управления формирует тактовую последовательность прямоугольных симметричных импульсов, соответств тощих полупериодам работы устройства. Последовательность тактовьк импульсов с

выхода блока 6 управления поступает на входы коммутатора 7, управляемого аттенюатора 8 и синхронного детектора 9.

Коммутатор 7 осуществляет подключение цифровых выходов измерителя 2 отклонений частоты и блока 4 памяти к входу цифроаналогового преобразователя 10 напряжения. В первый полупериод на вход преобразователя 10 поступает цифровой код, пропорциональный

отклонению частоты автогенерации от запомненного значения, а во второй полупериод на вход преобразователя 10 поступает цифровой код из блока

4 памяти, в котором хранится код, пропорциональный значению емкости в эмиттерной цепи автогенератора при равенстве амплитуды выходного напряжения автогенератора заданному

значению. Цифроаналоговый преобразователь 10 формирует ан алоговое выходное напряжение, пропорциональное цифровому коду на его входе. Таким образом, на выходе преобразователя

10 формируется(модулированное напряжение с двумя уровнями, пропорциональными вьщеленным значениям емкости и отклонения частоты. Модулированное напряжение с выхода преобразователя 10 поступает на вход управляемого аттенюатора 8.

Изменяя.сопротивление переменного резистора 45, можно регулировать со