Вихретоковый структуроскоп Советский патент 1986 года по МПК G01N27/90 

11208503

Изобретение относится к неразруптющему контролю качества и может быть использовано для контроля физико- механического состояния и химического состава материалов и изделий,

Цель изобретения - повышение информативности контроля.

На чертеже показана структурная схема вихретокового структуроско- па,

Вихретоковый структуроскоп содержит последовательно соединенные автогенератор 15 накладной вихрето- ковый преобразователь 2, фазовращатель Зз фазовый детектор 4 второ вход которого подключен к выходу автогенератора 1, делитель 5 напряжений и индикатор 6, блок 7 опорного напряжения и последовательно соединенные амплитудный детектор 8, вход которого подключен к выхдду накладного вихретокового преобразователя 2f квадратор 9 и cyisiMarop 10, второй вход которого под:ключен к выходу блока 7 опорного напряже ния, а выход соединен с вторым входом делителя 5 напряжений,

Структуроскоп работает следующим образом.

Для накладного вихретокового преобразователя с обмотками одинаковых радиусов R пренебрежимо малого сечения, расположенного над ферромагнитным полупространством вносимое напряжение выр ается следующим образом:

оел

U6M-- J I Xje f(P,Po,xMx, (1)

де

j - мнимая единица340

Ь - постоянный коэффициенту определяемый параметрами вихретокового преобразователя и режимом его работы; Ii,- функция Бесселя первого рода 45 первого порядка; переменная интегрирования нормированный зазор м:е;кду преобразователем и изделием; 50 функция влияния материала, выражаемая следующим образом:

X г

Xju-v/x +jjup,j

xj + /x4j7 , Р(, RvJiJ|Uo6 -, обобщенный параметр,

рактеризующий удельную злектричес кую проводимость d ;

f комплексная относительная магнитная проницаемость (f Fi- jju). С учетом обобщенной теоремы о среднем из (1)

,(A.PoXjji(x),

о л

где Хо некоторая средняя точка (хое(0,ой)) ,

Введем обозначение

Ф-/1 (х).

(3)

Положим 1 и J что часто имеет место на практике. Тогда из (2) с учетом (3) можно записать

ReU,. +

Вн

., .p-cosH -f sinf jTn,U,H a- jb j 4 ;----;-4-r--где

(4)

yio

PC

-4-

2

Яг arctg- Умножим обе части (4) на выражение р + jsin7 и соберем отдельно действительные и мнимые члены. Получим ар 1 slnH - а cosf+ b sin Т (5)

7фр - bp f(cost+ b. b sinV. (6)

Совместное решение сительно

(5) и (6) отно

ф -jT- A(ctgVco.so(+

где

Ч

А а +

Ь /1 + ctg - fcos o ,

(7)

амплитуда вносимого напряжения; d arctg b/a - угол фазы вносимого

напряжения. Решение (7) относительно tg Удaeт

.„и. 2 гФА coscx . - гф-2 дг

или в общем виде

,,, k А coswL cg H- -г -;-7х- (Ц const; k

const) (9) Схема структуроскопа реализует функцию (9) преобразований сигнала преобразователя, связы ваисщую составляющие вносимого напряжения с комплексной магнитной проницаемостью материала. Автогенератор 1 питает синусоидальным током преобразователь 2„ С его выхода вносимое напряжение , несущее информацию о параметрах контролируемого изделия поступает одновременно на вход амплитудного детектора 8 и через фазовращатель 3 - на вход фазового детектора 4, передаточная характеристика которого описывается формулой

Ud kflA cpsot ,

о 3

Где Kg - коэффициент передачи; А - амплитуда вносимого э преобразователь 2 напряжения; ct - разность фаз входных напряжений; Uo - выходное напряжение детектора.

Опорное напряжение на фазовый детектор 4 подается с выхода автоге нератора 1, Сигнал с выхода амплитудного детектора.8 через квадратор 9 поступает на один из входов сумматора 10, на другой вход которого подается постоянное напряжение определенной величины с выхода блока 7 опорного напряжения. Сигналы с выходов сумматора 10 и фазового детектора 4 поступают на входы делителя 5 напряжений, а сигнал с его выхода, пропорциональный отношеРедактор Л.Авраменко

Заказ 252/55Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

нию входных,

6.

поступает на индикатор

Формула изобретения

Вихретоковый структуроскоп, содержащий последовательно соединенные автогенератор, накладной вихрето- ковый преобразователь, фазовращатель и фазовый детектор, второй вход которого подключен к выходу авто- генератора, а также индикатор, о т- личающийся тем, что, с целью повьшения информативности контроля, он снабжен блоком опорного напряжения и последовательно соединенными амплитудным детектором, вход которого подключен к выходу накладного вихретокового преобразователя, квадратором, сумматором, второй вход которого подключен к выходу блока опорного напряжения, и делителем напряжений, вторс й вход которого подключен к выходу фазового детектора, а выход соединен с индикатором.

Составитель В.Крапивин

Техред С.Мигунова Корректор С.Шекмар

Вихретоковый структуроскоп предназначен для контроля физико-механического состояния и химического состава материалов и изделий и позволяет повысить информативность контроля. Вносимое напряжение вихретоко- вого преобразователя 2, возбуждаемого генератором 1 обрабатывается по двум каналам. В одном канале, состоящем из фазовращателя 3 и фазового детектора 4 с примененным коэффициентом передачи, формируется сигнал, пропорциональный фазе вносимого напряжения. Во втором канале, состоящем из амплитудного детектора 8, квадратора 9 и сумматора 10, на второй вход которого подается постоянное напряжение от блока 7 опорного напряжения, формируется сигнал, зависящий от квадрата амплитуды выходного напряжения преобразователя. С выходов каналов сигналы поступают на делитель 5 и величина, пропорциональная их отношению, отображается на индикаторе 6. Схема структуроско- па реализует функцию преобразований выходного напряжения преобразователя, имеющую следующий вид: . Кг+А где К и К - постоянные коэффициенты: i (Л VV- Л 4 1 Мг arctg )и,и г действительная и мнимая составляющие комплексной магнитной проницаемости. 1 ил. tc о 00 ел о 00