Преобразователь магнитных полей к дефектоскопу Советский патент 1985 года по МПК G01N27/72 

со сх

tsi

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ МАГНИТНЫХПОЛЕЙ К ДЕФЕКТОСКОПУ, содержащий две матрицы магниточунствительных элементов , выходы которых соединены с входами блока индикации и контроля дефектоскопа, отличающийс.я тем, что, с целью повьпиения эффективности обнаружения дефектов, в него введены вертикальные и горизонтальные адрес ше шины, управляющая и две выходных обмотки, -при этом матрицы магниточувствительных элементов выполнены в- виде матриц кольцевых ферритовых сердечников с прямоугольной петлей гистерезиса, оси симметрии которых расположены в одной плоскости и взаимно перпендикулярны, причем сердечники одной матрицы расположены между сердечниками другой, адресные шины в соседних строках и столбцах матриц и управляющая обмотка в соседних строках матриц направ- лен,ы противоположно и размещены в отверстиях сердечников обеих матриц i а выходные обмотки выполнены диагональными, расположенными в отверсти(Л ях сердечников соответствующих матриц и соединены последовательно-согласно .

уг / 1 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в качестве магииточувстви- тельного узла дефектоскопов и струк- туроскопов. Целью изобретения является повышение эффективности обнаружения дефектов за счет снижения зависимости амплитуды выходного сигнала преобразователя к направлению магнитного по ля дефекта. На фиг.1 изображена структурная схема дефектоскопа, иллюстрирующая использование преобразователя магнит ных полей; на фиг. 2 - возможные ва- рианты расположения сердечника мат- преобразователя в поле дефекта li-; на . 3 - зависимость ЭДС в выходной обмотке от угла л между ось симметр1-п1 сердечника с направлением поляИл; на фиг. 4 - предлагаемый преобразователь; на фиг. 5 -.пример выполнения блока развертки. На фиг, 1-5 изображены объект 1 контроля, преобразователь 2 магнитны полей, парафазньш усилитель 3, детек тор 4, амплитудн.ый селектор 5, видео контрольный блок 6, блок 7 развертки, блок 8 управления, ферритовые сердечники 9, образующие первую мат- рицу,. ферритовые сердечники 10, об- разующие вторую матрицу, гор -тзон- тальные адресные шины 11, вертикальные адресные тины 12, выходная обмотка 13 первой матрицы и выходная обмотка 14 второй матрицы, соединенные последавательно-согласно в точке 15,, управляющая обмотка 16, Вертикальные адресные шины 12 обозна чены индексами Y , а горизонтальные X,, Блок 7 может включать вертикальньй и горизонтальный регистры 17 и 18 сдвига и токовые ключи 19. Серд.ечшнси 9 и О обеих iaтpиц ортогональны, обмотки 13, 14 и 16 и шины 11, 12 размещены в их осевых отверстиях, Устройство работает следующим образом. Сердечники 9 и 10 непрерЕ юно не- рсмагничиваются из одного насыщенно- го состояния в противоположное. При этом ферритовые сердечники 9 10 имеют неодинаковую чувствительность к полям, направленным под различным углом d к оси вращения сердечника (фиг .2 ). Так, для феррито- вого сердечника- М2ВТ К 1,2хО,8х 122 хО,35 ЭДС 1 перемагничивания нлавно уменьшается при увеличении напря- же1нюсти магнитного гюля На дефекта и полностью исчезает при Нп 110 А/см в том случае, если вектор направлен перпендикулярно к оси вращения сердечника (т,е. ). Если же сердечник ориентировать в поле дефекта так, что угол между вектором HQ, и осью f вращения сердечника будет равен нулю (о 0 ), то изменение ЭДС 1 но- си,т более плавный характер и она полностью исчезает при А/см. При ориентировании сердечника в поле дефекта под углом оС 45, чувствительность сердечника занимает промежуточное положение, Допустим, что сердечники матрицы находятся- под действием магни1- лого ноля дефекта „, (фиг .4). Нри этом сердечники 9 подвергаются поперечному намагничиванию, а сердечники 10 - продольному намагничиванию. Поэтому нри периодическом не- ремагничи зании этих двух сердечников нри номощи полутоковых импульсов в адресных шинах 11, 12 и полнотоковых опрокидывающих импульсов в управля ощей обмотке 16, в выходных обмотках 13, 14 наводятся разные . но амплитуде ЭДС. Так, при 1 100 А/см сердечник 9, находящийся на пересечЬнпи Х и % , 1аводит ЭДС в выходной обмотке 13, равную 28 мВ а сердечник, находя1цийся на пересечении X и Yj, наводит ЭДС равную 16 мВ (фиг.З ). В то же время, вследствие согласного включения обмоток 13 и 14 на вход усилителя 3 поступит сигнал, равный 44 мВ. Причем амплитуда этого сипшла не изме1 ится нри вращении вектора Нп относительно преобразователя 2, поскольку если поперечному намагничиванию подвергаются сердечники 10, а продольному - сердечники 9 (случай, когда магнитное поле дефекта направление Но), то ЭДС сердечника 9 возрастает, а ЭДС сердечника 10 умены ится на ту же величину, так что ик сумма не изменится. Таким образом, устраняется искажение информации при изменении ноложения преобразователя в магнитном поле дефекта. По сигналу от блока 8 управления блок 7 развертки подает токовые им- нульсы а-мплитудой („.,- полный 3 ток, достаточный для перемагничивания сердечника) одновременно на адресные шины Х и Y , Yj. Под действием этих импульсов соответствующие сердечники 9, 10 одновременно перемагничиваются в противоположное насьщенное состояние, так как сердечники обладают прямоугольной петлей гистерезиса. При этом в выходных обмотках 13, 14 наводятся ЭДС К и l,|j , сумма которых 1 подается на вход парафазного усилителя.3, через детектор 4 и амплитудный селе тор 5 поступает на вход врщеоконтрольного блока 6. Затем полутоковые импульсы подаются на адресные шины, на пересечении которых находятся сердечники вт рой магниточувствительной элементар ной ячейки (X , Y, , Y ), третьей и т;Д. Так считывается сигнал с первой строки, затем считываются сигнал второй строки, третьей и т.д. Таким образом, последовательно стро ка за строкой происходит опрос всего магниточувствительного узла. При синхронной развертке луча видеоконтрольного блока Ь на его экране буд наблюдаться световое пятно, интенсивность свечения которого регули- руется амплитудным селектором 5. Блок 8 управления обеспечивает синхронную работу блока 7 развертки магниточувствительного узла и раз- вертки луча видеоконтрольного блока 6, поэтому картина на экране видеоконтрольного блока соответствует ра пределению поля дефекта. После каждого кадра (полукадра ) управляющую обмотку .16 подается им- пульс тока, достаточный для одновре менного перемагничивания всех сердечников 9 и 10 преобразователя 2 в исходное магнитное состояние. Парафазньй усилитель 3 необходим для усиления- сигналов разной полярности, возникающих в магниточувст- вительном узле при обращении к .эле- . ментарн,м ячейкам. Детектор 4 слу- /кит для выпрямления сигнала. Д.11Я полной компенсации помех, возш1ка1р- щих от полувыбранных сердечников 9, 124 10, число столбцов и строк в матри- . цах преобразователя 2 должно быть нечетным. Блок 8 управления слуткит для обеспечения синхронной работы блока 7 развертки преобразователя 2 и развертки луча видеоконтрольного блока 6. Блок управления представляет со- . бой синхрогенератор, формирующий уп- равляющие импульсы телевизионной системы: строчные и кадровые импульсы, гасящие импульсы датчика изображения (преобразователя 2) и ввдеоконтрольного блока 6 и синхросмесь. Синхрогенератор состоит -из тактового генератора и собственно синхроге- нератора. В синхрогенераторе частота тактового генератора (обычно 1 мГц ) делится до частоты кадров (период 20 мс )и частоты строк 15625 Гц. Блок 8 управления первым выходом подключен к управляющему входу блока 7 развертки и подает тактовые импульсы, синхроимпульсы строчные и такто- вые в блок 7. Вторым выходом блок 8 управления соединен с преобразователем 2 и передает .гасящие импульсы в конце кадра. Третьим выходом блок 8 управления соединен с управляюш 1м входом видеоконтрольного блока 6 и передает ему синхросмесь. Блок 7 развертки содержит (фиг.5) горизонтальный 18 и вертикальньш 17 регистры сдвига. Отличие блока 7 развертки преобразователя магнитных полей от известных блоков развертки матриц оптического диапазона заключается в на- личии ключей 19 тока, количество которых равно числу строк в преобразо- Е.ателе плюс число столбцов. Необходимость ключей 19 обусловлена тем, что для двухкоординатной выборки магниточувствительного элемента, фер- ритового сердечника - необходимы значительные токи (порядка 300-350 мАj. Таким образом, в предложенном преобразователе выходной сигнал имеет удвоенную амплитуду, независящую от взаимной ориентации преобразователя ,и дефекта, что позволяет повысить достоверность контроля.

фиг. г

50 rOO 75О Н, fpue. 3

yifOera /2 У г / /5

д,

Уб

1д

J9

Ja/iycff и ct/ffiepofftf3a m/Jt

/IjJHJVU

rraffo

fae umoifc/ac/77ftjfrre t узел

8и еосигма/7

«Vi

/7

19

u

moHoft/e

/7epef ae/vvvt//cr t/e

, /fOffice

ф(/г. 5