Компенсатор напряжения к вихретоковым преобразователям Советский патент 1986 года по МПК G01N27/90 

,

112

Изобретение относится к вихрето- ковым средствам неразрушающего контроля и может быть использовано для автоматической компенсации составляющих сигналов вихретоковых пре- образователей, не несущих информационной нагрузки.

Целью изобретения является повышение чувствительности преобразователя и автоматизация процесса ком- пенсации, что достигается за счет снижения уровня несбалансированной составляющей напряжения сигнала.

На чертеже представлена функциональная схема компенсатора напряже- ния к вихретоковым преобразователям. Компенсатор напряжения к вихретоковым преобразователям содержит измерительную и компенсационную катушки 1 и 2, индуктивно связанные с возбуждающей катушкой преобразователя (не изображены), блок 3 сложения, второй блок 4 сложения, блок 5 вычитания, блок 6 определения разностного напряжения, первый вход которо го соединен с измерительной катушкой 1, второй вход - с компенсационной катушкой 2, первьш и второй выходы - с первым и вторым входом блока 3 сложения, третий и четвертый выходы - с первым и вторым входом второго блока 4 сложения, выход которого соединен с вторым входом блока 5 вычитания, а первьй вход последнего соединен с выходом первого блока 3 ело- жения. Кроме того, входящий в компенсатор блок 6 определения разностного напряжения включает в себя первый синхронный детектор 7, второй синхронный детектор 8, первую схему 9 сравнения, первый коммутатор 10, второй коммутатор 11, узел 12 вычитания, узел 13 управления, генератор 1 тактовых импульсов, схему 15 И, схему 16 логики, реверсивный счетчик

17,цифроаналоговый преобразователь

18,и BTopyjo схему 19 сравнения, при этом вход первого синхронного детектора 7 соединен с измерительной катуш крй 1, а выход - с первым входом пер вой схемы 9 сравнения, с первым входом первого коммутатора 10 и с первы входом блока 3 сложения, вход второг синхронного детектора 8 соединен с компенсационной катушкой 2, а выход - с вторым входом первой схемы 9 сравнения, с вторым входом первого коммутатора 10 и с первым входом второго блока 4 сложения, выход первой схемы

25

28051

с

fO

t5 . 2030-но40 о1445

и уш-р- 50 ымго - 55 уоы

62

9 сравнения соединен с управляющим входом первого коммутатора 10 и с первым входом второго коммутатора 11i входы узла 12 вычитания соединены с выходами первого коммутатора 10, а выход - с первым входом второй схемы 19 сравнения, второй вход второго коммутатора 11 соединен с выходом цифроаналогового преобразователя 18 и вторым входом второй схемы 19 сравнения, первый выход второго коммутатора 11 соединен с вторьм входом блока 3 сложения, второй выход - с вторым входом второго блока 4 сложения, первый вход схемы 14 И соединен с выходом узла 13 управления, второй вход - с выходом генератора 14 тактовых импульсов, а выход - с первым входом схемы 16 логики, второй вход которого соединен с выходом второй схемы 19 сравнения, а. выходы схемы 16 логики соединены с входами реверсивного счетчика 17, выход последнего соединен с входом цифроаналогового преобразователя 18.

Блок 6 определения разностного напряжения предназначен для выпрямле- ния сигналов, поступающих с выхода измерительной и компенсационной катушек 1 и 2 определения разностного напряжения между ними и коммутации разностного напряжения ча соответствующих выходах. Первый блок 3 сложения предназначен для сложения напряжения измерительной катушки 1 с разностным напряжением измерительной и компенсационной катушек 1 и 2, в том случае, если напряжение, наводимое в измерительную катушку 1, меньше или равно напряжению, наводимому в компенсационную катушку 2. Второй блок 4 сложения предназначен для сложения напряжения компенсационной катушки 2 с разностным напряжением измерительной и компенсационной катушек 1 и 2 в том случае, если напряжение, наводимое в компенсационную катушку 2, меньше напряжения, наводимого в измерительную катушку . Блок 5 вычитания предназначен для определения разности сигналов, поступающих с выходов первого и второго блоков 3 и 4 сложения. Первьй и.второй синхронные детекторы 7 и 8 предназначены для выпрямления напряженияс измерительной и компенсационной катушек I и 2 соответственно .

Первая схема 9 сравнения предназначена для формирования на его выходе сигнала логического нуля, если напряжение с измерительной катушки I меньше или равно напряжению с компенсационной катушки 2, и сигнала логической единицы, если напряжение с измерительной катушки I больше напряжения с компенсационной катушки 2. Первый коммутатор ГО пред назначен для ;коммутации на его выходе сигналов с измерительной и компенсационной катушек и 2 таким образом, чтобы в узле 12 вычитания из большего сигнала вычитался меньший. Второй коммутатор 11 предназначен для коммутации на его выходах разностного напряжения в зависимости от сигнала с выхода первого блока 9 сравнения.

Узел 12 вычитания предназначен для определения разностного напряжения, которое необходимо скомпенсировать. Узел 13 управления предназначен для формирования сигнала, управляющего работой компенсатора. Схема 16 логики предназначена для управ- ния работой реверсивного счетчика 17 в зависимости от значения сигнала с выхода второй схемы 19 сравнения.

Устройство работает следующим образом.

Напряжения, снимаемые с измерительной и компенсационной катушек 1 и 2, поступает на первый и второй входы блока 6 определения разностного напряжения. В этом блоке 6 происходит вьтрямление сигналов, поступающих с выхода измерительной и компенсационной катушек I и,2, определение разностного напряжения между ними и коммутация этой разности напряжений таким образом, что она поступает на второй вход блока 3 сложения, если . напряжение с измерительной катушки I меньше или равно напряжению с компенсационной катушки 2 или на второй вход второго блока 4 сложения, если напряжение с измерительной катушки I больше напряжения с компенсационной катушки 2. В первом или втором блоках 3 и 4 сложения происходит сложение напряжения с соответствующей катушки с разностным напряжением измерительной и компенсационной катушек 1 и 2. Сигнал с вихретокового преобразователя снимается с выхода первого блока 5 вычитания.

Рассмотрим подробнее работу блока 6 определения разностного напряжения.

Сигналы, снимаемые с измеритель- 5 ной и компенсационной катушек I и 2, выпрямляются с помощью первого и второго синхронных детекторов 7 и 8. В первой схеме 9 сравнения происходит сравнение вьтрямленных сигналов

0 и формирование на его выходе сигнала логического нуля, если напряжение с измерительной катушки I меньше или равно напряжению с компенсационной катушки 2, и сигнала логической

5 единицы, если напряжение с измерительной катушки I больше напряжения с компенсационной катушки 2. По сигна- лу, поступающему с выхода первой схемы 9 сравнения, первым коммутатором

0 10 происходит коммутация сигналов, поступающих с выходов первого и второго синхронных детекторов 7, 8, таким образом, чтобы в узле I2 вычитания из большего сигнала вычитался

5 меньший. Во втором коммутаторе I 1 разностное напряжение, формирующееся в цифроаналоговом преобразователе 18, появляется на первом выходе, если напряжение с измерительной KaTymtK 1

0 меньше или равно напряжению с компенсационной катушки 2, или на втором выходе, если сигнал с измерительной катушки 1 больше сигнала компенсационной катушки 2. На выходе узла 12

5 вычитания появляется разностное напряжение, которое поступает на первый вход второй схемы 19 сравнения. На второй вход второй схемы 19 сравнения по команде из узла 13 управления по0 ступает напряжение, формируемое циф- роаналоговым преобразователем 18, на вход.которого поступает сигнал, сформированный генератором 14 тактовых импульсов 5 схемой И 15, схемой 16

5 логики и реверсивным счетчиком 17.

При равенстве значения сигнала с выхода цифроаналогового преобразователя I8 значению сигнала с выхода узла I2 вычитания срабатывает вторая схема 19

0 сравнения. При этом схема 16 логики не пропускает импульсов с вьпсода генератора 14 тактовых импульсов. Напряжение с выхода цифроаналогового преобразователя 18 через второй ком5 мутатор 1 в зависимости от сигнала, поступающего с выхода первой cxebfti 9 сравнения, поступает на вторые входы .первого или второго блоков 3 и 4 сложения. В качестве узла 13 управле5

ния может быть использована кнопка, которая управляет одновибратором. В качестве второй схемы 19 сравнения может быть использован компаратор, имеющий выходы Больше, Меньше и Равенство. В этом елучае, когда сигнал снимается с выхода Больше второй схемы 19 сравнения импульсы с генератора 14 тактовых импульсов коммутируются схемой 16 логики на вычитающий вход реверсивного счетчика 17, а если сигнал снимается с выхода Меньше на суммирующий вход реверсивного счетчика 17. Во время работы устройства с 1вихретоковым преобразователем следящий режим балансировки отключается, т.е. сигнал с выхода узла 13 управления не поступает, -но сбалансированное состояние компенсатора напряжения ос- тается.

Предлагаемый компенсатор напряжения к вихретоковым преобразователям снижает уровень сигналов на несущих информационной нагрузки, за счет чего повьш1ается чувствительность вихретокового преобразователя.

Формула изобретени

1. Компенсатор напряжения к вихретоковым преобразователям, содержащий измерительную и компенсационную 35 катушки, индуктивно связанные с возбуждающей катз шкой преобразователя, и блок сложения, отличающий- с я тем, что, с целью повышения чувствительности преобразователя и ав- 40 томатизации процесса компенсации, он снабжен вторым блоком сложения, бло- ком вычитания, и блоком определения разностного напряжения, первый вход которого соединен с измерительной 45 катушкой, второй вход - с компенсационной катушкой, первый и второй выходы - с первым и вторым входом первого блока сложения, третий и четвертый выходы - с первым и вто- . 50 рым входом второго блока сложения.

2. Компенсатор по п. 1, о чающийся тем, что бло деления разностного напряжени чает в себя первый синхронный тор, второй синхронный детект первую схему сравнения, первы мутатор, второй коммутатор, .у читания, узел управления, ген тактовых импульсов, схему И, логики, реверсивный счетчик, роаналоговый преобразователь, рую схему сравнения, вход пер синхронного детектора соедине мерительной катушкой, а выход первым входом первой схемы ср ния с первым входом первого к тора и с первым входом блока ния, вход второго синхронного тора соединен с компенсационн тушкой, а выход - с вторым вх первой схемы сравнения, с вто дом первого коммутатора и с п входом второго блока сложения первой схемы сравнения соедин управляющим входом первого ко ра и с первым входом второго татора, входы узла вычитания ны с выходами первого коммута а выход - с первым входом вто мы сравнения, второй вход вто коммутатора соединен с выходо аналогЬвого преобразователя и рым входом второй схемы сравн первый выход второго коммутат динен с вторым входом блока с второй выход - с вторым входо рого блока сложения, первый в схемы И соединен с выходом уз равления, второй вход - с вых нератора тактовых импульсов, с первым входом блока логики вход которого соединен с выхо второй схемы сравнения, а вых мы логики соединены с входами сивного счетчика, выход посл соединен со входом цифроанало

Редактор А.Долинич

го преобразователя. Составитель А.Черных

Техред Л.Олейник Корректор А.Обручар

Заказ 7061/49 Тираж 778 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,

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

5 0

5

0

5 0 5 0

выход которого соединен с вторым входом блока вычитания, а первый вход последнего соединен с выходом первого блока сложения.

2. Компенсатор по п. 1, о т л и - чающийся тем, что блок определения разностного напряжения включает в себя первый синхронный детектор, второй синхронный детектор, первую схему сравнения, первый коммутатор, второй коммутатор, .узел вычитания, узел управления, генератор тактовых импульсов, схему И, схему логики, реверсивный счетчик, циф- роаналоговый преобразователь, и вторую схему сравнения, вход первого синхронного детектора соединен с измерительной катушкой, а выход - с первым входом первой схемы сравнения с первым входом первого коммутатора и с первым входом блока сложения, вход второго синхронного детектора соединен с компенсационной катушкой, а выход - с вторым входом первой схемы сравнения, с вторым входом первого коммутатора и с первым входом второго блока сложения, выход первой схемы сравнения соединен с управляющим входом первого коммутатора и с первым входом второго коммутатора, входы узла вычитания соединены с выходами первого коммутатора, а выход - с первым входом второй схе- мы сравнения, второй вход второго коммутатора соединен с выходом цифро- аналогЬвого преобразователя и вторым входом второй схемы сравнения, первый выход второго коммутатора соединен с вторым входом блока сложения, второй выход - с вторым входом второго блока сложения, первый вход схемы И соединен с выходом узла управления, второй вход - с выходом генератора тактовых импульсов, а выход- с первым входом блока логики, второй вход которого соединен с выходом второй схемы сравнения, а выходы схемы логики соединены с входами реверсивного счетчика, выход последнего соединен со входом цифроаналогово

Изобретение относится к вихре- токовым средствам неразрушающего контроля и может быть использовано для автоматической компенсации составляющих сигналов вихретоковых преобразователей, не несущих информационной нагрузки. Целью из обрете- ния является повышение чувствительности преобразователя и автоматизация процесса компенсации, что достигается за счет снижения уровня несбалансированной составляющей напряжения сигнала. В данном устройстве автоматизация процесса компенсации обеспечивается за счет введения блока 6 определения разностного напряжения совместно с вторым блоком 4 сложения, блоком 5 вычитания и конкретным выполнением блока 6 определения разностного напряжения. I з.п. ф-лы, I ил. i (Л