Устройство для вихретокового контроля Советский патент 1985 года по МПК G01N27/40 

1 Изобретение относится к контрол но-измерительной технике и может быть использовано для измерения эл тромагнитных параметров электропроводящих магнитных объектов для контроля по ним физико-механически свойств ферромагнитных объектов. Цель изобретения - повьшение то ности измерений путем исключения влияния изменений зазора между ВТП и объектом контроля. Еа чертеже приведена блок-схема устройства для вихретокового ко троля . Устройство для вихретокового ко троля содержит последовательно сое диненные генератор 1 синусоидального тока, вихретоковый преобразователь 2, усилитель 3, блок 4 вьщеления составляющих вносимомого напряжения, измеритель 5 зазора сумматор 6, квадратор 7, делитель 8 напряжений и индикатор 9 , а так же линеаризатор 10, вход которого подключен к выходу блока 4 вьщеления составляющих вносимого напряжения, а выход - к второму входу делителя 8 напряжений, фазовращатель 11 . входом подключенный к выходу генератора 1 синусоидального напряжения, а выходом - к вто рому входу блока 4 вьщеления составляющих вносимого напряжения, и блок 12 опорного напряжения, выход которого подключен к второму входу сумматора 6. Устройство работает следующим образом. Генератор 1 синусоидального напряжения зачитывает вихретоковый преобразователь 2. Его выходной сигнал усиливается усилителем 3 и поступает на блок 4 вьщеления составляющих вносимого напряжения, на второй вход которого поступает опорный сигнал от фазовращателя 11 Его выходные сигналы являются пропорциональными составляющими вектора вносимого напряжения U(. Такими составляющими могут служит ам плитуда и угол фазы относительно вектора j тока возбуждения. С помо щью фазовращателя 11 опорное напря жение устанавливается синфазно век тору i . Далее сигналы, пропорциона ные составляющим Utn , поступают од новременно на входы линеаризатора 10 и измерителя 5 в зазоре. Лине42аризатор 10 осуществляет преобразование сигнала, пропорционального углу фазы вносимого напряжения, в сигнал, пропорциональный отношению удельной электрической проводимости б к локальной магнитной проницаемости JU, а выходной сигнал измерителя 5 зазора прямо пропорционален расстоянию между торцом вихретокового преобразователя 2 и объектом контроля Сна чертеже не показан } и поступает на первый вход сумматора 6, где алгебраически складывается с некоторым опорным напряжением блока 12. Результат суммирования поступает на вход квадратора 7, где возводится в квадрат, и подается на первый вход делителя 8 напряжений. Выходной сигнал делителя 8 напряжений поступает на индикатор 9. Таким образом, функция преобразования сигналов ВТП имеет вид: 6 . P(ot) где h - зазор, С - постоянная. PU) при некотором фиксированном зазореЬ . Известно, что вносимое в накладной вихретоковый преобразователь напряжение может выражаться через параметры объекта контроля следующим образом: ,4x)4(x,)e сЗх, 11) где постоянная, л - функция Бесселя первого рода первого порядка - XJU-l/X -vJ Z f /1 l/xг+j5 -R V)ujUooJ6 ; R - радиус ВТП, гнj o- n-io- l; RT h - круговая частота. Применив к 12) обобщенную теорему о среднем с учетом комплексного характера vf(xp) и с учетом условия , Bo RuJjuTs (последнее часто имеет на практике), можно записать: . . UftH-J Ttl e-Hi+g X - средняя точка. ее 5bo )jU4,ff ; (х) о / Решение t3) относительно имеет вид: -Aof /5 H 4l°i V+l-SiM 1tgoc) (1,) где сС - угол фазы Ugn. Анализ (А ) показьгоает, что х о является функцией только параметра Н«( , причем с высокой степенью точности можно положить 1 где Ч , С - постоянные. Таким образом. V l(VSiH M°ta - -S;hn°t9cC j Сравнивая С1) и (.5), можно заметить, что с точностью до некоторого постоянного множителя М 5 10 )5 20 25 3Q Р(оС) -- --М(у15жМ Ч -5нМ 1 функция преобразования входных сигналов линеаризатора 10 вполне может быть ограничена видом (. 6). Однако задача линеаризации выходной зависимости линеаризатора 10 может быть решена и любым другим известным способом, например, используя кусочно-линейную и либо полиномиальную апроксимацию зависимости ) . Для измерителя зазора можно предположить функцию преобразования сигналов из решения (3) относительно Нн, (PMy sbc-4M «i) i-o где AlUftxl, Di - постоянные. Однако задача измерения h может быть решена и другими способами, например, используя магнитное взаимодействие . с объектом контроля. При контроле таким устройством ферромагнитных изделий вариации зазора могут достигать величины R , при этом дополнительная погрешность измерений параметра /j|u., по которому ведется контроль,.составляет 3%.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИХРЕТОКОВОГО КОНТРОЛЯ, содержащее соединенные последовательно генератор синусоидального тока,вихретоковый,1реобразователь и усилитель, фазовращатель, подключенньй к генератору, линеаризатор и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности измерений, оно снабжено последовательно соединенными блоком вьщеления составляющих вносимого напряжения, входы которого подключены к выходам усилителя и фазовращателя, а выход - к линеаризатору, измерителем зазора, сумматором, квадратором и делителем напряжения, второй вход которого подключен к выходу линеаризатора, а выход - к индикатору, и блоком опорного напряжения, выход которого подключен к второму входу сумматора.