Устройство для двухчастотного вихретокового контроля Советский патент 1985 года по МПК G01N27/90 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для дефектоскопии электропроводящих объектов.

Цель изобретения - повьшение достоверности контроля.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 низкой частоты, последовательно соединенные генератор 2 высокой частоты фазовращатель 3, аттенюатор 4, сумматор 5, соединенный другим входом с генератором 1 низкой частоты, вихретоковый преобразователь 6, предварительный усилитель 7, сумматор-компенсатор 8, умножитель 9, полосовой ;; фильтр 10 и регистратор 11, последовательно соединенные второй умножитель 12, соединенный своими входами с генераторами 1 и 2 низкой и высокой частот, второй полосовой фильтр 13, делитель частоты 14, третий полосовой фильтр 15 и второй сумматор 16 рыход которого подключен к управлякмцему входу умножителя 9, а также последовательно соединенные четвертый полосовой фильтр 17, вход которого подключен к выходу второго умножителя 12, второй делитель частоты 18 и пятый полосовой фильтр 19,выход которого соединен с вторым входом второго сумматора 16. Кроме того, устройство содержит последовательно соединенные второй фазовращатель 20, вход которого соединен с выходом чет вертого полосового фильтра 17, и второй аттенюатор 21, выход которого содинен с вторым входом сумматора-компенсатора 8.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение основной частоты fj от генератора 1 низкой частоты поступает на один из входов сумматора 5. На второй его вход поступает напряжение высокой частоты f от генератора 2 высокой частоты, синхронизированного с генератором 1 низкой частоты, амплитуда и фаза которого могут регулироваться аттенюатором 4 и фазовращателем 3. Суммарное напряжение пос упает на обмотки возбуждения вихретокового преобразователя 6. Усиленный предварительным усилителем 7 выходной сигнал вихретокового преобразователя 6 поступает на один из входов сумматора-компенсатора 8. Сигнал компенсации формируется в канале, включающем умножитель 12, полосовой фильтр 17, фазовращатель 20 и аттенюатор 21. . На входы умножителя 12 поступают напряжения обеих частот от соответствующих генераторов и на его выходе формируется напряжение

Bbixiz Ц cos (y,t

U COSCJ2 t

U Ut г /

J-LCOS (W, + COg )t +

+ COS ( COj- W, )t} ,(1)

где U( и U - амплитуды напряжений соответствующих частот.

Полосовым фильтром 17 из спектра -выделяется составляющая выx. UIT cos (cOj-W, )t, ,

где i J - амплитуда выходного сигнала полосового фильтра 17, и поступае на второй вход сумматора-компенсатор

8.Амплитуда и .фаза этого напряжения компенсации регулируется фазовращателем 20 и аттенюатором 21. На выходе сумматора-компенсатора 8 формируется напряжение

bbix э А cos ( со, t - Cf, ) +

-i-B cos ( + (fz ) +

+ U cos (0),- Ы, )t +4-. , (3)

где f n- фаза компенсирующего напряжения, регулируемая фазовращателем 20;

Ujj - амплитуда выходного напряжения аттенюатора 21. Вькодной сигнал сумматора-компенсатора 8 поступает на вход умножителя

9,управляющий сигнал для которого формируется в канале, включанмцем умножитель 12, полосовой фильтр 13, делитель частоты 14, полосовой фильт 15, полосовой фильтр 17, делитель частоты 18, полосовой фильтр 10 и второй сумматор 16. Полосовым фильтром 13 из спектра (1) выходного сигнала умножителя 12 выделяется составляющая

выл 13 « Ь )t. где и - амппитуда сигнала на выхода полосового фильтра 13, и поступает на вход делителя частоты 14, преобразуясь в напряжение

W, ч- «г

и.

и 13 COS

Bbiv к 1 2

Этот сигнал поступает на один из входов сумматора 16. Полосовым фильтром 17 из спектра (1) выделяется составляющая (3) и поступает на вход делителя частоты 18, преобразуя ряжение Ьыпб | ° Этот сигнал поступает на вт сумматора 16, на выходе кот формируется суммарное напряж и 1 COS ы, оа + cos 2 - которое подается на управля умножителя 9. В спектре выходного напр этого умножителя {А сов (W,t + Ц, ) + + в cos ( + Cfj) + + U, cos («2 -co, )t +( присутствуют составляющие г„ Г 03, + «2 LU,, t + U co Ug A cos --2lH t+Cf, + B.cos t Cf,. Г + и cosl t -f О которые выделяются полосовы ром 10 настроенным на част г- ЬО, - . Так как U влияют на качественную оцен тата, то для упрощения записи няты равными 1. Таким образ ходе полосового фильтра 10 ся сигнал Г ЧЛ-1У ВЫХЮ А COS L 2 : В COS t Uj - Ы, 0 L 2 J + U. cos Этот сигнал поступает на вход регистратора 11, Первые два слагаемых формируют информационный сигнал. Второе слагаемое используется дпя компенсации напряжения остаточного небаланса вихретокового преобразователя 6. Выбором UQ и Cf компенсируют напряжение остаточного небаланса вихретокового преобразователя 6, определяемое суммой двух первых слагаемых в (4). Формирование напряжения компенсации описанным образом позволяет проводить отстройку от влияния мешающего фактора и компенсацию напряжения остаточного небаланса независимо друг от друга, так как сигнал компенсации не изменяет компоненты суммарного сигнала, поступающего с выхода вихрётокового преобразователя. Отстройку от вариации мешающего фактора осуществляют на бездефектном участке с помощью фазовращателя 3 и аттенюатора 4, регулирующих амплитуду и фазу напряжения генератора 2 высокой частоты таким образом, чтобы влияние вариации мешающего фактора было минимальным. Компенсацию напряжения остаточного небаланса осуществляют фазовращателем 20 и аттенюатором 21, регулирующими амплитуду и фазу напряжения компенсации таким образом, чтобы сигнал на выходе полосового фильтра 10 был минимальным. О наличии дефектасудят по возникновению сигнала разбаланса на выходе фильтра 10, который регистрируется регистратором 11.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДВУХЧАСТОТ НОГО ВИХРЕТОКОВОГО КОНТРОЛЯ, содержащее синхронизированные генераторы высокой и низкой частот, последова тельно соединенные фазовращатель, аттенюатор, сумматор, подключенный вторым входом к генератору низкой частоты, вихретоковый преобразователь, предварительный усилитель, сумматор-компенсатор, умножитель, полосовой фильтр и регистратор, по :ледовательно соединенные второй ум ножитель, второй полосовой фильтр и делитель частоты, а также последовательно соединенные второй фазовращатель и второй аттенюатор, подключенный к второму входу сумматоракомпенсатора, выход генератора низкой частоты подключен к вторым входам сумматора и второго умножителя, а выход генератора высокой частоты к входу первого фазовращателя и первому входу второго умножителя, о т личающее-ся тем, что, с целью повьшения достоверности контроля, оно снабжено вторым сумматором, соединенным выходом с вторым входом первого умножителя, третьим полосовым фильтром, включенным между делителем частоты и .первым входом второго сумматора, последовательно соединенными четвертым полосовым фипьтром, вторым делителем частоты и пятым полосовым фильтром, включенными меяэду выходом второго умножителя и вторым входом второго сумматора, а вход второго фазовращателя соединен с выходом четвертого полосового фильтра.,