Устройство к магнитотелевизионному дефектоскопу Советский патент 1986 года по МПК G01N27/83 

1 1

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля качества структуры ферромагнитных материалов и изделий во всех областях машиностроения.

Целью изобретения является повышение чувствительности и достоверности контроля за счет повышения чувствительности сердечников преобразователя к слабым магнитным полям и отстройки от неидентичности их выполнения .

На фиг. 1 изображена блок-схема преобразователя; на фиг, 2 - влияние магнитного поля дефекта на сер- дечник; на фиг. 3 - появление фазо- импульсного эффекта от одновременного действия поля дефекта и поля импульсов тока опроса; на фиг. 4 - конструкция магниточувствительного узла; на фиг. 5 - схема высокочастотного генератора с функциональным блоком; на фиг. 6 - схема формирователя импульсов тока треугольной формы.

Устройство содержит магниточув- ствительный узел 1, помещенныйна объект 2 контроля, закрепленный на эластичной основе и выполненный в

виде матрицы, последовательно соеди- ненные усилитель 3, первый и второй входы которого соединены с первым и вторым выходами магниточувствительного узла 1, амплитудный селектор 4 видеоконтрольный блок 5,блок 6разверт ки, выходы которого соединены с X и Y входами магниточувствительного узла 1, синхрогенератор 7, первый вы- .ход которого соединен со входом блока 6 развертки и вторым входом видеоконтрольного блока 5, высоко- частотньй генератор с функциональным блоком 8, вход которого соединен с вторым выходом синхрогенера- тора 7, а выход соединен с управляю- щим входом магниточувствительного узла 1, горизонтальные адресные провода 9, вертикальные адресные провода 10, начала которых образуют X и Y входы магниточувствительного узла а концы соединены с общей точкой, ферритовый сердечник I1, шину 12 высокочастотного подмагничивания, концы которой образуют управляющий вход магниточувствительного узла, вы ходную обмотку 13, прошивающую матрицу в диагональном направлении. Выходная обмотка 13 и шина 12 высоко122

частотного подмагничивания выполнены прошивающими каждый ферритовый сердечник 1I, диаметрально расположенными двумя одинаковыми обмотками, причем выходная обмотка I3 соединена встречно, а шина 12 высокочастотного подмагничивания согласно.

Плоскости одинаковых обмоток вы- рсодной обмотки 13 и шины 12 параллелны между собой, минимально удалены друг от друга.

Усилитель 3 выполнен не парофаз- ным, а блок 6 развертки выполнен в виде формирователя импульсов тока треугольной формы.

Устройство работает следующим образом.

Магниточувствительный узел 1, выполненный на эластичной основе располагают i}a поверхности объекта 2 контроля (см. фиг. 1). Блок 6 развертки подает совпадающие во времени импульсы тока треугольной формы амплитудой I /4 (I - полный ток пе- ремагНичивания сердечника из одного насыщенного состояния в противоположное, - полый ток перемагничивания сердечника из размагниченного состояния в одно из насыщенных состояний) на горизонтальный 9 и вертикальный 10 адресные провода (например, на входы X, и YI ). При этом сердечник 11 перемагничивается из размагниченного состояния в одно из насьпиенных состояний и от перемаг- ничивания диаметрально расположен- .ных участков Уч. 1 и Уч. 2 в диаметрально расположенных и намотанных на эти участки витках выходной обмотки 13 наводится ЭДС одинаковой амплитуды. На эти ЭДС компенсируют друг друга в случае отсутствия поля дефекта Нд, так как диаметрально расположенные одновитковые обмотки выходной обмотки соединены встречно. Поэтому в выходной обмотке сигналов не будет и на экране видеоконтрольного блока 5 будет наблюдаться световое поле равномерного свечения (растр.).

, Если в объекте 2 контроля есть дефект, то он создает магнитное поле дефекта. Магнитное поле дефекта в каждом сердечнике 11 разветвляется и проходит в участке Уч. 1 противоположно полю тока опроса, а в участке Уч. 2 я том же направлении, что и поле тока опроса. Такое прохождение

поля дефекта по сердечнику 11 обес- печивается ориентацией матрицы в поле дефекта (намагничивающего устройства). В участке сердечника Уч.2 поле дефекта и поле тока опроса треугольной формы складываются. Это приводит к смегцёник треугольника поля опроса, как показано на фиг. 3. Если перемагничивание Уч. 2 сердечника 11 при отсутствии поля дефекта происходило в точке С, то в поле дефекта перемагничивание произойдет раньше в точке С из-за смещения треугольного поля опроса полем дефекта При перемагничивании в момент времени, определяемой точкой С, возни- ,кает импульс ЭДС, который .опережает по фазе импульс ЭДС,возникающи в момент временно при отсутствии дефекта.

Наоборот, поле дефекта вычитается из поля тока в участке Уч. 1 сердечника 11 и смещает треугольное поле опроса в противоположном направлении, Перемагничивание участка Уч.1 произойдет позже в момент D, а в от- сутствие дефекта перемагничивание происходило бы в момент D. Поэтому в поле дефекта в одновитковой обмотке участка Уч. 1 возникает импульс ЭДС, отстающий по фазе. Так как одно витковые обмотки участков включены встречно, эти ЭДС направлены встречно, но уже не могут компенсировать друг.друга, так как они разве сены по фазе полем дефекта. В выходной обмотке 13 появится сигнал, амплитуда которого пропорциональна напряженности и поЛя дефекта в определенном диапазоне. Сигнал с выходной обмотки 13 подается на вход усилителя 3 для усиления, затем через амплитудный селектор 4 поступает в видеоконтрольной блок 5. При синхронной развертке луча видеоконтрольного блока 5, обеспечиваемой синхро- генератором 7, будем наблюдать изменение интенсивности свечения экрана в соответствующих местах. Яркость светового пятна регулируется амплитудным селектором 4,

Совместное действие поля дефекта и поля опроса треугольной формы в совокупности с выходной обмоткой 13 в виде диаметрально расположенных одновитковых обмоток позволяет осуществить фазоимпульсный метод, повышающий чувствительность сердечни

fO

30 35

ков 11 к внешним магнитным полям - и отстроиться от неидентичности сердечников 11. Повышение чувствительности объясняется следующим образом. Поля дефектов большой напряженности выводят сердечник 11 к границе насыщения и только при этих значениях поля дефекта сигнал в выходной обмотке 13 становится равным нулю, что отмечало-сь на экране потемнением в соответствующих местах. В предлагаемом устройстве даже слабое поле дефекта вызывает смещение по фазе ЭДС в выходной обмотке 13. В области is слабых полей дефекта Н о амплитуда

3

сигнала в выходной обмотке 13 пропорциональна напряженности поля де- фекта. В области более сильных полей амплитуда сигнала в выходной об20 мотке 13 уменьшается, так как внешние слои сердечника 11 насыщаются полем дефекта и сигнал в выходной обмотке 13 исчезает при значениях напряженности и магнитного поля фекта, насыщающих сердечник 11. Отсюда видно, что рабочий диапазон сердечника 11 смещается в область слабых полей.

Механизм отстройки от неидентичности сердечников 11. объясняется следующим образом. Ферритовые сердечнИ7 ки 11 обладают разбросом параметров, достигающим 5-10%. Применение их приводит к тому, что они не одинаково реагируют на магнитное поле дефекта, у них различная чувствительность к внешним магнитным полям и сигналы от перемагничивания сердечников 11 отличаются по амплитуде. В предлагаемом устройстве в выходной обмотке 13 при работе (опросе) одного сердечника 11 сравниваются по фазе два одинаковых по амплитуде импульса ЭДС. При работе в слабых магнитных полях дефекта одинаковый сдвиг по фазе импульсов ЭДС в сердечниках 11 с разбросом параметров дает почти одинаковую амплитуду сигнала, что объясняется почти треугольной формой импульсов ЭДС. С целью дальнейшего повышения чувствительности ..к внешним магнитным полям введено высокочастотное подмагничивание с целью обеспечения работы сердечников по идеальной кривой намагничивания. Высокочастотный генератор с функциональным блоком 8 по сигналу от синхрогенератора 7

0

5

0

5

в конце кадра формирует затухающие по амплитуде колебания тока в . шине 12 высокочастотного подмагничивания 12. Затухание колебаний происходит в течение межкадрового промежутка от максимального значения тока, достаточного для насыщения сердечника II до нуля. Под действием переменного убьшающего до нуля поля подмагничивания и поля дефекта в сердечнике 11 устанавливается значительно более высокое значение индукции, чем при намагничивании только полем дефета (идеальное намагничивание). Полное размагниченное состояние, которое возникает под действием убывающего до нуля переменного поля, характеризуется точкой О (фиг, 3). Если при размагничивании сердечника 11 переменным полем, убывающим до нуля одновременно действует и как поле дефекта, то в сердечнике I1 установится более высокое значение индукции, характеризуемое например точкой А, которое больше сместит треугольное поле тока опроса, что вызывает большее опережение по фазе (отставание) импульса ЭДС.

Шина 12 высокочастотного подмагниУстройство к магнитотелевизион- ному дефектоскопу, содержащее последовательно соединенные магниточунст- вительный узел, закрепленный на элас тичной основе и выполненной в виде матрицы, усилитель, первый и второй входы которого соединены с первым и вторым входами магниточувствитель- ного узла, амплитудный селектор, видеоконтрольный блок, блок развертки, выходы которого соединены с Х- и Y- входами магниточувствитель- ного узла, синхрогенератор,первый выход которого соединен с входом блока развертки и вторым входом видеоконтрольного блока, а матрица

чивания охватывает диаметрально распо-30 выполнена в виде ферритовых сердечложенные участки Уч. 1 и Уч, 2 каждого сердечника I1 одновитковыми обмотками, соединенными согласно. Этим обеспечивается идеальное намагничивание участков Уч. 1 и Уч. 2 и магнитные поля высокочастотного подмагничивания в данном случае не компенсируют друг друга, замкнувшись по тороидальному сердечнику 11.

На фиг. 5 показан возможный вариант выполнения высокочастотного генератора с функциональным блоком 8. Он собран на транзисторах Т и Т . Транзистор Tj представляет собой функциональный блок 8, обеспечивающий затухание колебаний до нуля. По сигналу от синхрогенератора 7 срабатывает ключ и подает питание на генератор с функциональным блоком 8. Он вырабатывает колебания, которые зату- . хают под действием функционального блока .8. Затухающие колебания усиливаются усилителем 3 и подаются на шину I2 высокочастотного подмагничивания ,

На фиг. 6 показана схема блока 6 в виде формирователя импульсов тока треугольной формы. От синхрогенераников с прямоугольной петлей гистере зиса и содерл ит систему горизонтальных и вертикальных адресных проводов, начала которых образуют Х- и

35 Y-входы магниточувствительного узла, а концы соединены с общей точкой, .выходную обмотку, прошивающую матрицу в диагональном направлении, отличающееся тем, что,

40 с целью повышения чувствительности и достоверности контроля, оно содержит высокочастотный генератор с функциональным блоком, вход которого соединен с вторым выходом синхрогенератора, а выход соединен с управляющим входом магниточувствительного узла, шину высокочастотного подмагничивания, концы которой образуют управляющий вход магнито50 чувствительного узла, а выходная обмотка и шина высокочастотного подмагничивания выполнены прошивающими каждый ферритовый сердечник, диаметрально расположенными двумя

55 одинаковыми обмотками, соединенными встречНо в выходной обмотке и согласно - в шине высокочастотного подмагничивания, причем плоскости одно45

80512

тора

10

t5

20

25

7 сигнал поступает tia вход элект ронного ключа 14, который формирует импульс тока в адресных проводах 9, Форму импульса тока устанавливают подбором значения индуктивности. За счет образования ЭДС само- индукдии, препятствующей резким изменениям тока, в адресных проводах 9 формируется импульс тока треугольной формы,Формула изобретения

Устройство к магнитотелевизион- ному дефектоскопу, содержащее последовательно соединенные магниточунст- вительный узел, закрепленный на эластичной основе и выполненной в виде матрицы, усилитель, первый и второй входы которого соединены с первым и вторым входами магниточувствитель- ного узла, амплитудный селектор, видеоконтрольный блок, блок развертки, выходы которого соединены с Х- и Y- входами магниточувствитель- ного узла, синхрогенератор,первый выход которого соединен с входом блока развертки и вторым входом видеоконтрольного блока, а матрица

о-30 выполнена в виде ферритовых сердечников с прямоугольной петлей гистерезиса и содерл ит систему горизонтальных и вертикальных адресных проводов, начала которых образуют Х- и

35 Y-входы магниточувствительного узла а концы соединены с общей точкой, .выходную обмотку, прошивающую матрицу в диагональном направлении, отличающееся тем, что,

40 с целью повышения чувствительности и достоверности контроля, оно содержит высокочастотный генератор с функциональным блоком, вход которого соединен с вторым выходом синхрогенератора, а выход соединен с управляющим входом магниточувствительного узла, шину высокочастотного подмагничивания, концы которой образуют управляющий вход магнито50 чувствительного узла, а выходная обмотка и шина высокочастотного подмагничивания выполнены прошивающими каждый ферритовый сердечник, диаметрально расположенными двумя

55 одинаковыми обмотками, соединенными встречНо в выходной обмотке и согласно - в шине высокочастотного подмагничивания, причем плоскости одно45

7. 12805128

витковых обмоток выходной обмотки и литель выполнен не парофазным, а шкны высокочастотного подмагничива- блок развертки выполнен в виде фор- ния параллельны между собой, мини- мирователя импульсов тока треуголь- мапьно удалены друг от друга, а уси- ной формы.

Фи2.1

ФигЗ

10

fpuz.Z

,

Фаг.X.

От син рогенератора

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля качества структуры ферромагнитных изделий в машиностроении. Целью изобретения является повышение чувствительности и достоверности контроля. Дггя этого в преобразователь введены высокочастотный генератор с функциональным блоком и шина высокочастотного подмагничивания, причем шина подмаг- ничивания и выходная обмотка выполнены прошивающими каждый сердечник диаметрально расположенными двумя одновитковыми обмотками, соединенными встречно в выходной обмотке, ласно - в шине подмагничивания. Совместное действие идеального намагни-- чивания сердечников с :помо1дью затухающих импульсов переменной полярности и фазоимпульсного метода считывания позволяет сдвинуть рабочий диапазон в область слабых полей. 6 ил. i (Л ГС 00 о ел ГС

От синхрогене- |--;J-т

0

ротора

Составитель А. Бодров Редактор А. Долинич Техред М. Ходанич Корректор И. Эрдейи

Заказ 7061/49 Тираж 778Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113б35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фмгб